chuong sinh vat moi truong 63538

chuong sinh vat moi truong 63538 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh...

Chương Sự phân bố Vi sinh vật môi trường ng TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường ng Taiø nguyên Đaiï hoc ï Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Đặc điểm chung vi sinh vật - Kích thước nhỏ bé - Hấp thu nhiều, chuyển hóa nhanh - Sinh trưởng ng nhanh, phát triển mạnh nh - Năng lực thích ứng ng mạnh nh dễ phát sinh biến dò - Phân bố rộng ng, chủng ng loại nhiều Cấu trúc tế bào vi khuẩn Thể biên Thành tế bào Màng tế bào Tế bào chất Ribosome Plasmid Thụ thể Đuôi vi khuẩn Thể Nhân (DNA) Cấu trúc màng ng tế bào vi khuẩn Thành TB VK Gram dương Thành tế bào Màng nguyên sinh Gram dương Thành TB VK Gram dương Thành tế bào Màng Ngoài Lớp trung gian Màng nguyên sinh Gram âm Mô hình hóa màng ng tế bào vi khuẩn Thành tế bào NGOÀI Màng Màng nguyên sinh TRONG Một số phương thức vận chuyển chất qua màng ng THỰC BÀO Thẩm thấu qua lớp lipid Thẩm thấu qua protein Vận chuyển thụ động Vận chuyển chủ động Sự phân bố VSV môi trường ng ¾ Trong môi trường ng đất ¾ Là môi trường ng thích hợp cho sinh trưởng ng phát triển VSV ¾ Có đầy đủ chất dinh dưỡng vi lượng ng ¾ Có oxy ¾ Độ ẩm tốt (70-80%), nhiệt độ thích hợp (20 – 300C) ¾ Phân bố theo chiều sâu ¾ Phân bố theo loại đất ¾ Phân bố theo loại trồng ng Các nhóm VSV đất vai trò chúng ng Loại bỏ H2S, NH4+, Các độc chất Hô hấp Quang hợp Phân rã chất thải tự nhiên đất nước Phân hủy Phosphate khó tan thành dễ tan, sắt calcium, Tế bào chết acid hữu Chuyển hợp chất có nitơ thành (NO3-; SX enzyme, protein acid hữu Kháng sinh cho thực vật Vai trò VSV chuỗi thức ăn Lưới thức ăn Mối quan hệ đất, VSV thực vật ¾ Quan hệ đất VSV đất ¾ Tác động ng phân bón đến VSV đất ¾ Chế độ nước VSV đất ¾ Chế độ canh tác đến VSV đất ¾ Mối quan hệ thực vật VSV Mối quan hệ đất, VSV thực vật Trao đổi Không khí, O2 Nước Chất hữu Mạng lưới rễ Môi trường ng nước phân bố VSV ¾ Độ mặn ¾ Chất hữu ¾ pH ¾ Nhiệt độ ¾ Ánh nh sáng ng Sự phân bố VSV môi trường n g n c SỨC TẢI Mưa đưa VSV đất vào môi trường nước cục Chất thải động vật Sử dụng phân bón cho trồng Hệ thống tự hoại mở, nhiễm VSV Vi sinh vật đất vào môi trường nước MÔI TRƯỜNG SỐNG Lắng đáy Lắng đọng/ tái hòa tan Gió Nhiệt độ Thủy triều Bất hoạt ASMT Độ mặn Nước lọc Nước lọc Màng vi lọc Tế bào VSV Tế bào VSV Màng vi lọc PHÓNG TO NƯỚC Nhiễm VSV nước uống ng nguy gây bệnh nh VSV nước khả gây bệnh nh VI SINH VẬT TÊN KHÁC LOẠI BỆNH Bệnh đường ruột Bệnh kiết lỵ Ngộ độc thức ăn Bệnh đường ruột Viêm Gan Bệnh cúm Bệnh thương hàn Ngộ độc thức ăn, nhiễm độc cấp tính Đau họng LIỀU Hình ảnh nh số loài VSV nước Môi trường ng không khí phân bố VSV ¾ ¾ ¾ ¾ Môi trường ng không khí không đồng ng Không khí môi trường ng sống ng VSV Các hạt bụi chứa nhiều VSV bào tử VSV VSV gậy bệnh nh không khí phát tán xa nhanh Phân lập VSV không khí Sự phân bố mầm bệnh nh môi trường ng không khí nhà Kích thước hạt (micron) từ lớn đến bé Kích thước chất VSV gây ô nhiễm không khí CHẤT GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Làm ch không khí ng công nghệ Khử trùng không khí tia tử ngoại kiểm nghiệm loại bỏ lượng lớn VSV cách làm thay đổi DNA chúng, chúng sinh sản Vai trò vi sinh vật tự nhiên thực tiễn ¾ Vai trò VSV tự nhiên ¾ Vai trò VSV nông nghiệp ¾ VSV có vai trò quan trọng ng xử lý môi trường ng ¾ VSV đóng ng vai trò quan trọng ng ngành nh lượng ng ¾ VSV cần thiết công nghiệp thực phẩm ¾ Những vi sinh vật biến đổi gen có vai trò quan trọng ng ngành nh di truyền học, y học… [...]... phân bố VSV trong môi trường n g n ư ớ c SỨC TẢI Mưa đưa VSV đất vào trong môi trường nước cục bộ Chất thải động vật Sử dụng phân bón cho cây trồng Hệ thống tự hoại mở, nhiễm VSV Vi sinh vật đất đi vào trong môi trường nước MÔI TRƯỜNG SỐNG Lắng nền đáy Lắng đọng/ tái hòa tan Gió Nhiệt độ Thủy triều Bất hoạt bởi ASMT Độ mặn Nước lọc Nước lọc Màng vi lọc Tế bào VSV Tế bào VSV Màng vi lọc PHÓNG TO NƯỚC... các nhóm CHƯƠNG I: SINH VẬT VÀ MÔI TRƯỜNG Môi trường là: Nguồn thức ăn cung cấp cho sinh vật Các yếu tố khí hậu tác động lên sinh vật Tập hợp tất yếu tố bao quanh sinh vật Các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm Các loại môi trường chủ yếu sinh vật là: Đất, nước, mặt đất- không khí Đất, mặt đất- không khí Đất, nướcvà sinh vật Đất, nước, mặt đất- không khí sinh vật Môi trường sống xanh là: Đất không khí Đất nước Không khí nước Đất Môi trường sống vi sinh vật là: Đất, nước không khí Đất, nước, không khí thể động, thực vật Đất, không khí thể động vật Không khí, nước thể thực vật Môi trường sống giun đũa là: Đất, nước không khí Ruột động vật người Da động vật người; nước Tất loại môi trường Da người môi trường sống của: Giun đũa kí sinh chấy, rận, nấm Sâu Thực vật bậc thấp Nhân tố sinh thái là…(I)… tác động đến sinh vật: (I) là: nhiệt độ tất nhân tố môi trường nước ánh sáng Yếu tố nhân tố hữu sinh: Ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm Chế độ khí hậu, nước, ánh sáng Con người sinh vật khác Các sinh vật khác ánh sáng Yếu tố ánh sáng thuộc nhóm nhân tố sinh thái: Vô sinh Hữu sinh Vô Chất hữu Có thể xếp người vào nhóm nhân tố sinh thái: Vô sinh Hữu sinh Hữu sinh vô sinh Hữu Giới hạn chịu đựng thể sinh vật nhân tố sinh thái định gọi: Giới hạn sinh thái Tác động sinh thái Khả thể Sức bền thể Tuỳ theo khả thích nghi thực vật với nhân tố ánh sáng, người ta chia thực vật làm nhóm là: Nhóm kị sáng nhóm kị bóng Nhóm ưa sáng nhóm kị bóng Nhóm kị sáng nhóm ưa bóng Nhóm ưa sáng nhóm ưa bóng Loài thực vật thuộc nhóm ưa sáng là: Cây lúa Cây ngô Cây thầu dầu Cả A, B C Loại sau ưa bóng? cây xương rồng cây phượng vĩ Cây me đất Cây dưa chuột Hoạt động xanh chịu ảnh hưởng nhiều ánh sáng là: Hô hấp Quang hợp Hút nước Cả hoạt động Cây phù hợp với môi trường râm mát là: Cây vạn niên cây xà cừ Cây phi lao Cây bach đàn Cây thích nghi với nơi quang đãng là: Cây ráy Cây thông Cây vạn niên Cây me đất Tuỳ theo khả thích nghi động vật với ánh sáng, người ta phân chia chúng thành nhóm động vật là: Nhóm động vật ưa bóng nhóm ưa tối Nhóm động vật ưa sáng nhóm kị tối Nhóm động vật ưa sáng nhóm ưa tối Nhóm động vật kị sáng nhóm kị tối Động vật sau động vật ưa sáng? Thằn lằn Muỗi dơi Cả A, B C Động vật sau động vật ưa tối? Sơn dương Đà điểu Gián Chim sâu Điều sau nói chim cú mèo? Là loài động vật biến nhiệt Tìm mồi vào buổi sáng sớm Chỉ ăn thức ăn thực vật côn trùng Tìm mồi vào ban đêm Các loài thú sau hoạt động vào ban đêm là: Chồn, dê, cừu Trâu, bò, dơi Cáo, sóc, dê Dơi, chồn, sóc Nhiều loài chim thường sinh sản vào: Mùa xuân Mùa hè Mùa thu Mùa đông Nhóm chim sau bắt sâu bọ làm mồi? Gà, cú mèo, đại bàng Chích choè, chào mào, khướu Chim ưng, sẻ, bìm bịp Bồ câu, cú mèo, đại bàng Tuỳ theo mức độ phụ thuộc nhiệt độ thể vào nhiệt độ môi trường người ta chia làm hai nhóm động vật là: Động vật chịu nóng động vật chịu lạnh Động vật ưa nhiệt động vật kị nhiệt Động vật biến nhiệt động vật nhiệt Động vật biến nhiệt động vật chịu nhiệt Nhóm động vật thuộc động vật biến nhiệt là: Ruồi giấm, ếch, cá Bò, dơi, bồ câu Chuột, thỏ, ếch Rắn, thằn lằn, voi Nhóm động vật thuộc động vật đẳng nhiệt là: Châu chấu, dơi, chim én Cá sấu, ếch, ngựa Chó, mèo, cá chép Cá heo, trâu, cừu Loài sinh vật có khả chịu lạnh tốt nhất? Ấu trùng cá Trứng ếch Ấu trùng ngô Gấu Bắc cực Những sống vùng nhiệt đới, để hạn chế thoát nước nhiệt độ không khí cao, có đặc điểm thích nghi sau đây? Bề mặt có tầng cutin dầy Số lượng lỗ khí tăng lên Lá tổng hợp chất diệp lục tạo màu xanh cho Lá tăng kích thước có rộng Những sống vùng ôn đới, mùa đông thường có tượng: Tăng cường hoạt động hút nước muối khoáng Hoạt động quang hợp tạo chất hữu tăng lên Cây rụng nhiều Tăng cường oxi hoá chất để tạo lượng giúp chống lạnh Để tạo lớp cách nhiệt để bảo vệ cho sống vùng ôn đới chịu đựng rét mùa đông lạnh giá, có đặc điểm cấu tạo: Tăng cường mạch dẫn thân nhiều Chồi có vảy mỏng bao bọc, thân rễ có lớp bần dày Giảm bớt lượng khí khổng Hệ thống rễ lan rộng bình thường Câu có nội dung là: Thú có lông sống vùng lạnh có lông mỏng thưa Chuột sống sa mạc vào mà hè có màu trắng Gấu Bắc cực vào mùa đông có lông trắng dày Cừu sống vùng lạnh lông phát triển Loài động vật có tập tính ngủ đông nhiệt độ môi trường lạnh: Gấu Bắc cực Chim én Hươu, nai Cừu Lớp động vật có thể nhiệt là: chim, thú, bò sát Bò sát, lưỡng cư Cá, chim, thú Chim thú Sinh vật có thể biến nhiệt là: Vi sinh vật, nấm, thực vật Động vật không xương sống Các động vật thuộc lớp: cá, lưỡng cư, bò sát Cả A, B C Dựa vào khả thích nghi thực vật với lượng ...Chương Các trình khử nitrogen ng VI SINH VẬT TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường ng Taiø nguyên Đaiï hoc ï Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Thuỷ phân bò phân huỷ vi khuẩn thành NH4+ Amonia NH4+ Quá trình đồng hoá Đồng hoá Nitrogen hữu tế bào vi khuẩn Tự oxi hoá tự tan Cấp O2 Quá trình nitrate hoá Sơ đồ mô tả trình loại thải nitrogen nước thải Hợp chất hữu chứa nitrogen, protein, urea NO2- Cấp O2 NO3- Phản nitrate hóa Khí N2 thoát Hợp chất hữu chứa carbon Tế bào chết chứa nitrogen hữu xả theo bùn Chuyển hóa amon ng trình nitrate hóa ™ Nitrate hóa trình tự dưỡng ™ Vi khuẩn nitrate hóa thường ng sử dụng ng CO2 làm chất để tổng ng chất hữu cho tế bào ™ Nitrate hóa amon trình gồm bước: nitrite hóa nitrate hóa Bước 1: thực vi khuẩn nitrosomonas NH4+ + 3/2 O2 NO2- + 2H+ + H2O (1) Bước 2: thực vi khuẩn nitrobacter NO2- + ½ O2 NO3- (2) Chuyển hóa amon ng trình nitrate hóa ™ ™ Năng lượng ng sinh trình nitrate hóa vi khuẩn sử dụng ng cho phát triển trì tế bào Năng lượng ng thu dùng ng cho tổng ng hợp sinh khối theo phương trình sau: 4CO2 + HCO3- + NH4+ + H2O ™ C5H7O2N + 5O2 Toàn trình oxi hóa tổng ng hợp thể hiệ qua phương trình sau: NH4++1.83O2+1.98HCO3- 0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.041H2O + 1.88H2CO3 Phân loại trình nitrate hóa ™Các trình nitrate hóa phân loại theo mức độ khác biệt oxi hóa carbon liên quan đến nitrate hóa ™Sự oxi hóa carbon nitrate hóa xảy phản ứng đơn (Sơ đồ phối hợp) ™Trong trình nitrate hóa tách biệt, oxi hóa carbon nitrate hóa xảy phản ứng khác (Sơ đồ tách biệt) Sơ đồ tách biệt Sơ đồ phối hợp Quá trình oxi hóa carbon nitrate hóa tăng cường chất lơ lững Quá trình bùn hoạt tính chuẩn (không loại nitrogen) Quá trình nitrate/phản nitrate (loại nitrogen) So sánh trình khử nitrogen Phương pháp sử dụng vật liệu dính bám khử nitrogen Phương pháp tuần hoàn bùn hoạt tính Quá trình giai đoạn ™ ™ ™ Các vùng ng phản ứng ng kép sử dụng ng cho nitrate hóa oxy hóa carbon phản nitrate hóa thiếu khí Carbon diện nước thải sử dụng ng để phản nitrate hóa, nitrate quay vòng ng lại Những biến đổi hệ thống ng dùng ng cho trình loại bỏ nitrogen phosphorus kết hợp Bể aerotank hỗn hợp Công trình xử lý kết hợp khử BOD, NH4+, NO3- Nước thải Châm bùn Máy sục khí Bể lắng Nước Bơm tuần hoàn bùn Hệ thống trộn Bể phản ứng Tuần hoàn bùn Vùng thiếu khí Vùng hiếu khí Mương oxi hóa ™ ™ ™ ™ ™ Mương oxi hóa sử dụng ng để tiến hành nh nitrate hóa phản nitrate hóa Dòch trộn chảy vòng ng theo kênh, dẫn sục khí thiết bò sục khí Một nguồn carbon nước thải (từ vùng ng hiếu khí) sử dụng ng cho phản nitrate hóa Nước thải từ bể phản ứng ng lấy từ đầu cuối vùng ng hiếu khí sử dụng ng cho việc làm ch Bởi hệ thống ng có vùng ng thiếu khí, việc loại bỏ nitrogen thấp so với trình bốn giai đoạn Mương oxi hóa Công trình xử lý kết hợp khử BOD, NH4+, NO3- Mương oxi hóa Nước thải Bể lắng Nước Guồng quay Đập chắn Hoàn lưu bùn hoạt tính Bùn thải Ứng ng dụng ng thực tế Sử dụng ng methanol cho nitrate phản nitrate ™ Phương trình phản ứng ng với methanol Phản ứng lượng, bước 1: 6NO3- + 2CH3OH 6NO2- + 2CO2 + 4H2O Phản ứng lượng, bước 2: 6NO3- + 2CH3OH 3N2 + 3CO2 + 3H2O + 6OH- Phản ứng lượng toàn phần: 6NO3- + 5CH3OH 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH- Một phản ứng tổng hợp đưa McCarry sau: 3NO3- + 14CH3OH + CO2 + 3H+ 3C5H7O2N + H2O ™ Trong thực nghiệm, m, 25 đến 30% lượng ng methanol yêu cầu cấp lượng ng cho việc tổng ng hợp p ™ Loại nitrate hòa toàn theo phương trình NO3- + 1.08CH3OH + H+ 0.065C5H7O5N + 0.47N2 + 0.76CO2 + 2.44H2O Ống đưa nước vào Tháp sinh học nước Trục quay tiếp xúc sinh học Phản ứng ng qua lớp dòch lỏng ng Khí sinh học Nước xử lý Dòch lỏng Hoàn lưu bùn Đóa phân phối Nước thải vào Tăng cường ng lơ lững Tăng cường ng dính bám Phản ứng ng trục sâu Bể sinh học màng ng vi lọc Màng ng vi lọc chìm nước MBR công trình đơn vò cụm công trình xử lý nước thải TIỀN XỬ LÝ XỬ LÝ SƠ CẤP XỬ LÝ MÀNG SẢN PHẨM [...]... nitrate hóa ™ Sinh vật nitrate hóa hiện diện trong hầu hết các quá trình xử lý sinh học nhưng số lượng ng giới hạn ™ Quá trình nitrate hóa liên quan để tỉ lệ BOD5/TKN (nitrogen tổng CHƯƠNG Giới thiệu chung vi sinh vật TS Lê Quoc Tuan Khoa Môi trường ng Taiø nguyên Đaiï hoc ï Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Sơ lược lòch sử phát triển vi sinh vật Các ứng dụng vi sinh vật người thời xưa nông nghiệp, thực phẩm y học ™ Antonie van Leewenhoek (1632-1723) phát minh kính hiển vi ™ Louis Pasteur (1822-1895) người đặt móng có đóng góp lớn lao nghiên cứu vi sinh vật ™ Những cống ng hiến Louis Pasteur 1854 – 1864 Chứng ng minh trình lên men vi sinh vật gây nên 1862 Nhận giải thưởng ng Viện hàm lâm Khoa học Pháp việc phủ đònh học thuyết Tự sinh 1863 Chứng ng minh vi khuẩn nguồn gốc bệnh nh than 1865 Phát nguyên nhân bệnh nh bào tử trùng ng tằm đề xuất biện pháp phòng ng tránh nh 1877 Phát phẩy khuẩn gây bệnh nh Những cống ng hiến Louis Pasteur 1880 Phát tụ cầu khuẩn liên cầu khuẩn gây bệnh nh, Tìm vaccin chống ng bệnh nh dòch tả gà nhờ sử dụng ng vi khuẩn chuyển sang dạng ng độc lực, Phát não mô cầu khuẩn 1881 Tìm vaccin chống ng bệnh nh than 1883 Phát tụ huyết khuẩn lợn 1880-1885 Nghiên cứu vaccin chống ng bệnh nh dại thành nh công vào ngày 6-7-1885 1888 Trở thành nh viện trưởng ng Viện Pasteur Paris (cho đến qua đời) Vò trí vi sinh vật sinh giới Đến 1979, nhà sinh vật học Trung Quốc Chen Shixiang (1905-1988) đưa kiến nghò hệ thống ng phân loại giới tổng ng giới sinh vật I – Nhóm sinh vật chưa có tế bào – Giới virus II – Nhóm giới sinh vật nhân nguyên thuỷ – Giới vi khuẩn – Giới vi khuẩn lam (hay tảo lam) III – Nhóm giới sinh vật nhân thật – Giới thực vật – Giới nấm – Giới động ng vật Hệ thống phân loại giới Carl Woese Các dạng ng sống ng vi sinh vật Cấu trúc tế bào nấm (Nhóm nhân thật) Thể biên Không bào Thành tế bào Màng tế bào Mạng lưới nội chất Nhân tế bào Hạt dự trữ Hạt nhân Màng nhân Ti thể Tế bào chất Sự phát triển khuẩn ti xạ khuẩn A Bào tử nẩy mầm; B Hình thành khuẩn ti chất; C Hình thành khuẩn ti khí sinh Các loại khuẩn ti xạ khuẩn Cấu trúc tế bào vi khuẩn (Nhóm tiền nhân) Thể biên Thành tế bào Màng tế bào Tế bào chất Ribosome Plasmid Thụ thể Đuôi vi khuẩn Thể Nhân (DNA) Áo bào tử Vỏ bào tử Màng Thành lỏi DNA Ribosome Bào tử vi khuẩn Bacillus megatherium Hình thái dạng virus (Nhóm tiền nhân) Các trình sinh sản thể thực khuẩn tế bào vi khuẩn [...]... thành khuẩn ti khí sinh Các loại khuẩn ti ở xạ khuẩn Cấu trúc tế bào vi khuẩn (Nhóm tiền nhân) Thể biên Thành tế bào Màng tế bào Tế bào chất Ribosome Plasmid Thụ thể Đuôi vi khuẩn Thể Nhân (DNA) Áo bào tử Vỏ bào tử Màng ngoài Thành lỏi DNA Ribosome Bào tử của vi khuẩn Bacillus megatherium Hình thái của các dạng virus (Nhóm tiền nhân) Các quá trình sinh sản của thể thực khuẩn trong tế bào vi khuẩn Chương SINH TRƯỞNG NG VÀ PHÁT TRIỂN Ở VI SINH VẬT TS Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường ng Taiø nguyên Đaiï hoc ï Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Khái niệm ™ Sinh trưởng ng tăng kích thước khối lượng ng tế bào ™ Phát triển (sinh sản) tăng số lượng ng tế bào Số lượng (log) Sinh trưởng ng phát triển VSV Pha ổn đònh Pha log Pha suy vong Pha lag Thời gian Mẫu lý thuyết sinh trưởng ng phát triển vi khuẩn ™ Nếu số tế bào ban đầu N0, sau n lần phân chia, số tế bào là: N = N0 x 2n n gọi số hệ tính ng logN = logNo + n.log2 n= (logN - logNo) log ™ Gọi t thời gian sau n lần phân chia, thời gian hệ (g) tính ng g= t t − t1 = log2 n log N − log No ™ Giá trò đão ngược g gọi ng số phân chia (C), ng số phân chia phụ thuộc vào: - Loài vi khuẩn - Nhiệt độ nuôi cấy - Môi trường ng nuôi cấy Số lượng tế bào Pha lũy thừa Pha lag Số lượng (log) Sinh trưởng ng phát triển Vi khuẩn môi trường ng nuôi cấy tónh Pha ổn đònh Pha suy vong Thời gian Pha ổn đònh Pha log Pha suy vong Pha lag Thời gian Đường ng cong sinh trưởng ng Pha lag ¾ Tính từ lúc nuôi cấy đến lúc đạt sinh trưởng ng cực đại ¾ Trong pha lag vi khuẩn chưa phân chia thể tích khối lượng tế bào tăng lên đáng kể ¾ Enzyme dùng ng hợp hình ng cho trình tổng thành nh pha ¾ Độ dài pha lag phụ thuộc vào giống ng môi trường ng ¾ Pha lag trình thích nghi vi khuẩn với môi trường ng μ= log X − log X log e(t − t1 ) Pha log ¾ Tế bào sinh trưởng ng phát triển theo lũy thừa ¾ Sinh khối số lượng tế bào tính theo phương trình: N = N0 2ct hay X = X0 2μt c: ng số tốc độ phân chia; μ: ng số tốc độ sinh trưởng ng ¾ Các ng số c μ tính theo công thức log X − log X μ= log e(t − t1 ) ¾ Các ng số tùy thuộc vào loạt yếu tố môi trường ng, đặc biệt chất dinh dưỡng môi trường ng nuôi cấy ¾ Thực tế, quần thể vi khuẩn có số tế bào không phân chia μ= log X − log X log e(t − t1 ) Pha log ¾ Sự sinh trưởng ng VSV thường ng xem xét dựa số yếu tố hạn chế nhiệt độ, pH, chất dinh dưỡng ¾ Vì Monod nêu lên cách tương tự mối quan hệ số c μ với nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế qua phương trình: c = c max [S ] K s + [S ] μ = μ max [S ] K s + [S ] ¾ Ở cmax μmax ng số tốc độ phân chia ng số bão hoà ng số tốc độ sinh trưởng ng cực đại, Ks [S] nồng ng độ chất dinh dưỡng hạn chế ¾ Hằng ng số bảo hòa Ks thường ng có giá trò thấp Một số ng số bão hòa Vi sinh vật Chất dinh dưỡng hạn chế Ks E coli E coli E coli E coli E coli E coli M tuberculosis A aerogenes B megatherium E coli glucose mannitol lactose glucose tryptophan tryptophan glucose phosphate O2 O2 O2 4mg/l 2mg/l 20mg/l 7,5mg/l 0,2 đến 1,0 μg/l 0,4 μg/l 3, 9μg/l 0,6mmol/l 3,1 10-8 mol/l 6,0 107 mol/l 2,2 10-8 mol/l Các phương pháp xác đònh số lượng ng ¾Đếm trực buồng ng đến tiếp ng ¾Đếm tế bào tổng ng (sống ng chết) Các phương pháp xác đònh số lượng ng ¾ Nhuộm tế bào trước đếm: Sự bắt /không bắt màu tế bào sống/che ng/chết; bắt màu khác ¾Nuôi cấy đếm khuẩn lạc tế bào sống ¾Nếu vi khuẩn khó tạo khuẩn lạc dùng phương pháp số lượng khả ¾Lọc qua màng vi lọc, cho vào MT dinh dưỡng, kiểm tra khuẩn lạc Phương pháp xác đònh số lượng ng E coli Phương pháp xác đònh số lượng ng E coli Các phương pháp xác sinh khối Phương pháp trực tiếp ¾ Xác đònh sinh khối tươi khô (kém xác) ¾ Xác đònh hàm lượng ng nitrogen tổng ng, NH3, hay carbon tổng ng (có độ xác cao) ¾ Xác đònh hàm lượng ng protein vi khuẩn Các phương pháp xác sinh khối Phương pháp gián tiếp ¾ Đo độ đục dòch treo tế bào ¾Lập đường ng chuẩn ¾Giá trò OD phụ thuộc vào giai đoạn phát triển vi khuẩn ¾ Đo số cường ng độ trao đổi chất hấp thu O2, tạo thành nh CO2 hay acid Tác dụng ng yếu tố bên lên sinh trưởng ng phát triển vi khuẩn Ngưỡng tác dụng ng ¾Tối thiểu: vi khuẩn bắt đầu sinh trưởng ng mở đầu trình trao đổi chất ¾Tối thích: vi khuẩn sinh trưởng, phát triển cực đại ¾Cực đại: ngừng sinh trưởng thường chết Các yếu tố tác dụng ng ¾Yếu tố vật lý: nhiệt độ, độ ẩm ¾Yếu tố hóa học: pH, oxy hóa khử ¾Yếu tố sinh học: kháng sinh Cơ chế tác dụng ng ¾ Phá hủy tế bào: số chất lizozyme có khả phân hủy thành nh tế bào; penicillin phá hủy màng ng tế bào ¾Thay đổi tính Chương Thành phần vi sinh vật tham gia vào trình xử lý nước thải CN Phạm Thị Minh Thu TS Lê Quốc Tuấn Khoa Mơi trường Tài ngun Đại học Nơng Lâm TP HCM Giới thiệu chung vi khuẩn •Là nhóm sinh vật tiền nhân đơn bào •Có dạng chính: cầu khuẩn, xoắn khuẩn trực khuẩn •Tham gia vào q trình xử lí nước thải người ta phân làm nhóm: hiếu khí kị khí tùy nghi Một số loại vi khuẩn chức chúng STT vi khuẩn Chức Thủy phân carbonhydrate, Protein, PSEUSOMONAS chất hữu cở khử Nitrate ARTHROBACTER Phân hủy Hidratcacbon BACILUS Phân hủy carbonhydrate, Protein CYTOPHAGA Phân hủy Polymer ZOOGLE Tạo màng nhầy, chất keo tụ NITROSOMONAS Nitrite hóa NITROBACTER Nitrate hóa NITROCOCUS Khử Nitrate DENITRIFICANS DESULFOVIBRIO Khử Sulphate, Khử Nitrate Hình dạng vi khuẩn thường gặp Cấu trúc tế bào Thành phần chất tế bào vi khuẩn Ngun tố Trọng lượng khơ (%) Cacbon ( C) 45 – 55 Oxi (O) 16 – 22 Nito (N) 12 – 16 Hidro (H) – 10 Photphorus (p) 2–5 Sulfur (S) 0.8 – 1.5 Kali (K) 0.8 – 1.5 Natri (Na) 0.5 – Canxi (Ca) 0.4 – 0.7 Magie (Mg) 0.4 – 0.7 Clo (Cl) 0.4 – 0.7 Sắt (Fe) 0.1 – 0.4 Các chất khác 0.2 – 0.5 Cơng thức đơn giản nhất: C5H­7O2N Hoặc: C60H87O23N12P Điều kiện mơi trường Oxygen(O2) Đối với XLNT vi sinh vật hiếu khí O2 yếu tố quan trọng Nước sau qua bể lắng vỏ phải có nồng độ oxy hòa tan ≥ mg/l Đối với XLNT vi sinh vật yếm khí O2 độc tố Nồng độ chất • Nồng độ chất bẩn hữu (COD, BOD): nồng độ chất hữu phải nằm giới hạn định Nếu khơng đảm bảo phải pha lỗng trước xử lí • Nồng độ chất dinh dưỡng cho vi sinh vật nước thải cơng nghiệp phải đảm bảo tỉ lệ: BOD: N: P = 100:5:1 Yếu tố nhiệt độ, pH Vi sinh vật NĐ thấp NĐ tốt NĐ cao VSV khơng quang hợp Bacillus psychrophilus -10 23-34 28-30 Micrococcus cryophilus -4 10 24 Psedomonas fluorescens 25-30 40 6,5 30-37 46 Enterococcus faecalis 37 44 Escherichia coli 10 37 45 Neisseria gonorrhoeae 30 35-36 38 Thermoplasna acidophilum 45 59 62 Bacillus stearothermophilus 30 60-65 75 Thermus aquaticus 40 70-72 79 Sulfolobus acidocaldarius 60 80 85 Pyrococcus abyssi 67 96 102 Pyrodictium occultum 82 105 110 Pyrolobus fumarii 90 106 113 Staphylococcus aureus Vi khuẩn quang hợp vi khuẩn lam Rhodospirillum rubrum - 30-35 - Anabaena variabilis - 35 - Sự phát triển mặt sinh khối: giai đoạn Giai đoạn tăng trưởng chậm Giai đoạn tăng sinh khối theo Log Giai đoạn tăng trưởng chậm dần Giai đoạn hơ hấp nội bào Sự phát triển mơi trường hỗn hợp Trong mơi trường có nhiều vi sinh vật tồn tại: vi khuẩn, mao trùng, gác hút, tiêm mao, trùng roi, thủy tức, tảo roi… Các vi sinh vật phát triển số lượng sinh khối khác Trong xử lí nước thải khơng sử dụng vi sinh vật mà kết hợp nhiều vi sinh vật, số vi sinh vật có vai trò ổn định chất hữu nước thải Động học q trình xử lý sinh học • Tốc độ sử dụng chất phân hủy nội bào) rd = - kd X • Tốc độ tăng trưởng thực vi khuẩn: rt‘ = -Y.rd – kd X • Độ tăng sinh khối bùn : yb = r ’t / rd Ảnh hưởng nhiệt độ Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng sinh hóa: RT = r20 ϴ T-20 ϴ: hệ số hoạt động nhiệt độ (1.02 – 1.09) Ứng dụng phát triển vi khuẩn hoạt động sử dụng chất xử lí sinh học Vi sinh vật lên men kị khí (bể xử lí UASB) Giai đoạn thủy phân: thủy phân hydratcacbon, protein, lipit để hấp thụ qua màng tế bào (VSV kị khí tùy tiện: B subtilus) Giai đoạn lên men acid: lên men sản phẩm thủy phân thành acid hữu đơn giản (clostridium, lacobacilus ) Giai đoạn lên men kiềm: chuyển acid hữu đơn giản thành CH4 CO2 (methanobacterium, methanococus, …) Vi sinh vật hiếu khí (Bể aerotank) Giai đoạn 1: Oxi hóa chất hữu nước (saphrophytes, micrococus, pseudomonas…) Giai đoạn 2: Qúa trình đồng hóa để xây dựng tế bào (nitrosomonas, ) Giai đoạn dị hóa : Hơ hấp nội bào (nitrobacter) **Trong bùn hoạt tính: vi khuẩn, nấm, protoaza (70 -90%).Vi khuẩn :achromobacter, pseudomonas, citromonas, nitrobacter, nitrosomonas… Nấm  Là ngun sinh vật đa bào khơng quang hợp dị dưỡng  Sinh sản hữu tính, vơ tính nảy chồi bào tử  Hầu hết nấm sống điều kiện thiếu khí, pH tương đối thấp (5, 6)  Trong xử lí nước thải nấm có vai trò quan trọng, ... nhân tố sinh thái: Vô sinh Hữu sinh Vô Chất hữu Có thể xếp người vào nhóm nhân tố sinh thái: Vô sinh Hữu sinh Hữu sinh vô sinh Hữu Giới hạn chịu đựng thể sinh vật... nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh - Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh bao gồm nhân tố sinh thái người nhân tố sinh thái sinh vật khác Giới hạn sinh thái? Gợi ý làm bài: - Giới hạn sinh thái giới... sinh vật Các nhân tố sinh thái môi trường? Gợi ý làm bài: Nhân tố sinh thái yếu tố môi trường tác động tới sinh vật - Các nhân tố sinh thái chia thành nhóm: Nhóm nhân tố sinh thái vô sinh