DSpace at VNU: Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng một số vi khuẩn có khả năng phân giải protein vào quá trình xử lý nước rò rỉ của bãi rác Nam Sơn - Hà Nội

TAPCHl KHOA HOCOHQGHN KHTN & CN T XIX sò 1.2003 P H Â N L Ậ P , T U Y Ê N C H Ọ N VẢ ỨNG D Ụ N G M Ộ T s ố VI K H U A N c ó KHẢ N Ả N G P H Â N GIẢI P R O T E I N VÀO QUẢ T R Ì N H x LÝ N Ư Ớ C RÒ RỈ CỦA BẢI RÁC NAM S Ơ N - HÀ N Ộ I T r i n h Lê H ù n g , N g u y ễ n M i n h N g u y ệ t K h o a llo ủ học, Đ i học K h o a học T ự nhiên, Đ H Q G H N ội Mở đ ầ u T ron g môi trư ng tụ n h iê n , c h ín h vi s in h v ậ t th a m g ia v o qúa tr ìn h trao đỏi ch ấ t, v ậ y c h ú n g đóng vai trò q u y ế t định vào q tr ìn h làm mơi trường Đê có th ê sử d ụ n g vi sin h v ậ t tr o n g trìn h xử lý c h ấ t th ả i nói c h u n g nước th ả i nói r iê n g c ầ n phải tìm c h ú n g loại vi k h u ẩ n th ích hợp, tiế n h n h n h â n g iỏng, nuôi trồng, tạ o vỏi sô lư ợng lớ n [ - ] C h ủ n g tỏi dã tiê n h n h n g h iên cứu p h â n l ậ p , t u y ê n c h o n v ứ n g d ụ n g m ộ t s ỏ v i k h u ẩ n c ó k h ả n ă n g p h â n giải p r o t e i n , góp p h ẩ n xử lv n c t h ả i có h m l n g c h â t h ữ u c a o n h n c rò rỉ từ b ã i r c N a m sơ n - Hà n ô i Kốt q u ả n g h i ê n c ứ u t h ả o l u ậ n 2.1 P h n l ậ p tuyên c h o n vi k h u â n có k h ả n ả n g p h ả n g i ả i P r o t e i n P h â n lậ p từ m ấu có n g u n khác n h a u sa u đây: + M ẫu 1: T ạo s in h khối tự n h iê n C ho vào bìn h nh ự a nước, th a y p ep to n bằn g bơ su n g t h ịt bò đà th u ỷ p h â n , đường saccaro, n g u y ê n tô* đa lư ợng vi lượng, s ụ c khí cho đ ên th ấ y nước đục (xu ất h iệ n s in h khôi cùa n h iê u loại vi k h u ẩ n có từ khơng k h í ) + M ẫu 2: Nước th ả i từ lò g iế t m ổ s ú c v ậ t ỏ M Đ ộ n g - T h a n h Trì + M ẫu 3: Nước rò rỉ từ bải rác N a m Sơn - Sóc Sơn + M ẩu 4: Nước tr o n g bể n u ô i cá cảnh + M ẫu 5: N g u n th ả i chửa n h iề u c h ấ t tây rửa + M âu : N g u n nước th ả i gia đình Đã p h ân lập vi k h u ẩ n có khả n n g p h ã n giài protein 43 Trinh Lê Hùng, N guyễn Minh Nguyệt ‘14 B ả n g 1: Hình th i k h u â n lạc sô vi k h u ẩ n p h â n g iả i protein Đặc đ iểm h ìn h th Mầu Kí h iệu vi k h u ẩ n * N M àu trang; bể m ặt khơ; m é p tròn M M àu vàng; bể m ặ t ướt, n h ẵ n , p h ă n g ;m é p tròn N Si M àu trắng; bê m ặ t khô, n h ằ n , lồi; m ép ch ia thuý H l.l M àu trắng; bê m ặ t ưỏt, n h ẵ n , p h ản g ; m ép c h ia t h u ỷ H 1.2 M àu trắng; bê m ật ướt, n h ẵ n , p h ẳng; m ép tròn H2.3 M àu trắng; bế m ật ướt, n h ẵ n , lồi; m ép c h ia th u ỷ õ H2.4 M àu tr ắ n g đục, c h u y ể n th n h m u n â u n ế u đ ể ngồi khơng khí; b ề m ặ t ướt, n h ẵ n , lồi, m ép tròn M àu trắng; bể m ặ t ướt, n h ẵ n , p h a n g ; m ép tròn H3.3 *Các kí h iệ u vi k h u ẩ n tạ m thời đán h d ấ u từ n g u n lấy 2.2 X c đ ị n h m ô i t r n g t h u ậ n lơ i c h o s ự p h t t r i ề n c ủ a v i k h u ẩ n • C h u ẩ n bị loại môi trường dịch th ể vô tr ù n g tr o n g c c bìn h ta m giác, b ìn h 30m l +■ Mơi tr n g : T h c h th ờn g cai tiên + Môi trư n g : T h ịt bò th u ỷ phân, n g u y ê n tô đa lư ợ ng,vi lượng (Thịt bò đ ã th u ỷ p h â n c h ú n g tơi tự c h ế tạo, n g u y ê n tô đa lượng vi lượng c h ú n g d ù n g ‘‘P h â n bón tổng hợp” Bộ m n Cơng n g h ệ hố học - k h oa H oá học sả n x u ấ t) • D ù n g q u e c ấ y vô trù n g, lấy v o mổi bình ta m g iá c C.Ĩ m trư ng k h u ẩ n lạc m ột loại vi k h u ẩ n n h ấ t định - T iên h n h lắc cá c bình cấy giống b ằ n g m áy lắc ( c u n g cả'p oxi c b n vi k h u â n ph át tr iể n ) - S au m ộ t ng ày c h ú n g th ấ y bình sử ciụng m ỏi tr ò n g đục binh sií d ụ n g mơi trư n g Đ êm vi k h u ẩ n sơng có m ặ t tr o n g lm l m u c h o k ế t trinh bày t rong g Bảng 2: Sò lượng vi khuẩn phát triển hai môi trường khác Vi k h u ẩ n Môi trường Môi trư n g N * M 1,7.10* ,7 107 N Sj 3.10* ,2 “ Phán lập, tuyển chon ứng dung rnôt sô, 15 N h ậ n xét: Q ua b ả n g s ố liệ u trơn có th ể k h a n g định; Khá n ả n g sin h trương p h t triôn c vi k h u ẩ n môi trư ờng tốt n h iều so với môi trường N g u y ê n n h â n la môi trường n g o ài a x it am in đà th u ỷ ph ân từ th ịt bò có th ê m n g u v ê n tô đa lượng v vi lượng, n h ữ n g ch ấ t cần th iê t cho qúa trình s in h trương sin h s ả n cua Vi s in h v ật Vì v ậy , đế tă n g n h an h sô lượng vi k h u ẩ n cho m ục đích cua m ìn h , c h ú n g tô i đà sử d ụ n g môi trường , dẻ làm rẻ tiê n th ay cho mơi triíờng th ch th ờn g cài tiên X c đ ị n h h o t t í n h p h ả n g i ả i p r o t e i n c ủ a c c v i k h u ả n D ù n g phường ph áp đ ặ t th ch cỉế xác định h oạ t tín h ph ân giải protein, đả thu kêt b ả n g Bảng Khả n ả n g phân giải vi khuẩn phân lập Loại vi k h u ẩ n Đ ờng kinh ph ân giải Khả n ă n g p h ân giải N , cm Tốt M , cm T rung bình NSl l , cm Kém H 1.1 ,lc m Tốt H 1.2 , cm Tốt H 2.3 l , cm Kém H2.4 1,4cm Ké m H 3.3 l,5 c m T r u n g bình K i ê m t r a k h ả n ă n g p h n h u ỷ c h ắ t h ù u c c ù a c c vi k h u ì ì (tỏi vớ i n c t h ả i N a m S n đ ă q u a x lý b a n g p h u ĩĩịỊ p h p h o h o c - Nước rò rỉ từ bải rác N a m Sơn, xử lý qua vơi bảo hồ, sục k h í c o , đê đưa pH vê 8,5 Lọc bỏ k ết tủ a c h ấ t rắn lơ lửng Ký h iệu m ẫ u N S l - Lấy vào b ìn h ta m giác đă khử tr ù n g b ằn g sức n ó n g ướt, bình 30m l N S l - Cấy mồi loại vi k h u ẩ n vào bình xác định * D ặt bình m áy lắc, cu n g cấp oxi cho vi k h u ẩ n phát triển, sau th e o dõi th a y đỏi chí sỏ COD nồng độ am ôni đê qua biêt cỉược khà n â n g phân huý chất hữu từ n g loại vi khuẩn Trịnh Lê H ùng , Nguyền Minh Nguyệt 46 B ả n g Sự thay đổi COI) v A m ôm C hi s ố C O D (m g/l) H m lượng A m ơni(m g/1) giò giờ giờ õ giò giò N 529 381 250 177 12 6,2 ,9 ,4 18,63 M 529 408 126,2 H l.l 29 357 310 230 126,2 ,1 3 ,5 24,74 H 1.2 529 370 253 30 26,2 4 ,0 ,7 0,3 H 529 395 255 30 26,2 40 ,0 4 ,2 19,91 H 2.4 529 408 383 306 126,2 ,2 ,6 19,94 Ỉ13.3 529 395 480 57 126,2 ,7 ,2 l õ , 58 NS, 529 495 467 59 26,2 ,6 ,6 19,50 M ẫ u tr ắ n g 529 495 505 126,2 ,4 ,1 Vi k h u ẩ n 6,6 G hi chú: M ột s ố ô tr ố n g s ố liệu k h ô n g xác địn h N h ậ n x é t: Q ua b ả n g s ố liệ u tr ê n c h ú n g th ấ y rằng: Vi k h u ẩ n N có k h ả n ă n g oxy hố ch ấ t hửu có tro n g nưỏc th ả i tốt cải Các vi k h u ẩ n H l l , H l , H c ủ n g có tác d ụ n g tư ng đôi tốt Vi k h u ẩ n NSj tổn tạ ú ỏ tr o n g nước th ả i N a m Sơn n h n g khả n ă n g oxy hoá lại k ém n h ấ t Khả n ă n g m g iả m a m ô n i c ủ a vi k h u ẩ n ch a m rỏ N g u y ê n nh âm có t h ể m ột p h ầ n vi k h u ẩ n sử d ụ n g , m ột p h ầ n tron g qu trìn h lắc m cho am ôm i bay , d ẫ n đ ến m ẫ u t r ắ n g c ũ n g giảm đ n g kể Tuy v ậy , vi k h u â n H 3 \\h có t h ể làm g iả m a m ô n i tố t n h ấ t sô n ày ứ n g d ụ n g m ộ t v i vi k h u ẳ n p h â n l ậ p đươc dỏ x lý nước t h ã i Nam Sơn - Nước rò rỉ c ủ a bải rác N a m Sơn qua tiề n xử lý, kí h iệu n h sau: N S l : Nước th ả i N a m Sơn đà xử lý qua vơi, sa u sục k h í COj đe đưa vê miơi trư ng tr u n g tín h NS2: Nưỏc thài N am Sơn đà xử lý qua vôi, th ô i k h í qua d n mưa đ ể am ơm i , sau sục khí CO> đ ế đ a v ê m trư òng tr u n g tín h N S3: Nước th ả i N a m Sơn đâ xử lý qua b ằ n g đ u n g dịch p h èn nhôm keo tụi - C h u ẩ n bị b ìn h n h ự a , bình chứa lít nưỏc th ả i loại Bổ s u n g v / o bình 200ml dịch vi khuẩn m ột vài loại - Tiến h n h s ụ c k h í đ iể u kiện nh au Phán lảp , tuyển chon ứng dung mót sơ - 47 T h eo đỏi th a y đôi chi sô COI) h m lượng a m ô n i n i t r a t c ù a bình tth eo thời g ia n K ết tr ìn h bày b ả n g õ b ả n g B ả n g Sự thay đổi sô COD hàm lượng N itơ (N H ;J NO ị) th eo thời gian mẫu sử dụ ng vi k h u ẩ n khác C hì T hời g ia n sô (n gày) NS1 NS2 NS3 V* M N V* M N V* M N 1036 1036 1036 1161 1161 1161 1370 1370 1370 1/2 813 1115 1042 865 1010 563 958 813 875 16 508 498 571 571 539 861 88 654 Õ0 563 438 417 594 469 771 688 583 711 711 711 373 373 373 946 946 946 NH, 1/2 27 324 150 127 219 253 797 36 824 m g /1 320 289 72,9 ,6 43,1 2,1 435 652 239 129 112 32,3 28,1 ,0 ,0 295 48 ,0 • - - - - - - - - NO, 1,38 0,83 ,7 ,8 ,5 m g /1 ,82 0,74 1,90 ,7 0,7 ,8 ,6 1,71 ,9 ,6 ,6 0,76 ,64 0,7-1 0,68 1,60 1,73 1,45 COI) m g /1 *Sin h khôi th u từ M ẫu B ả n g Khả n ă n g giảm hàm lượng chất hữu a m ơn i th eo thời gian (tính th eo phần trăm đôi vối mẫu) Chỉ sô NS2 Thòi g ia n NSl (ngày) V* M N V* M N V* M N 0 0 0 0 0 OOD 1/2 09 - • 26 13 52 30 41 36 ('%) 31 51 52 51 51 54 37 43 53 52 46 58 64 49 60 44 50 58 0 0 0 0 0 MHj 1/2 54 54 79 66 41 32 16 12 13 ('%) 55 59 90 93 88 89 54 31 75 82 82 * S in h khối th u từ M ẫu 96 93 NS3 86 94 69 53 91 T rịn h Lê Hùng, Nguyền M inh Nguvệt 48 N h ậ n x é t: - Sinh khôi V v vi k h u ẩ n N, M có v a i trò tíc h cực tr o n g trìn h làm g iả m số COD nồng độ amôni tấ t mẫu N Sl, NS , NS3 - Ở m ẫ u N S , N S , N S vi k h u ẩ n N ( Được p h â n lậ p từ m ẫ u c ủ a s in h khối V ) có khả n ã n g oxy h o cá c c h ấ t hữu v a m ô n i lớn n h ấ t, phù hợp với kết nghiên cửu ỏ • Sinh khối V có k h ả n ă n g m giảm C O D v am ôni tư n g đổi tôt, k é m N V hổn hớp cá c vi s in h v ậ t, k h ô n g th u ầ n k h iế t n h N - H m lượng rũtrat b iế n đôi k h ô n g đ n g kể Kết luận Qua thực nghiệm, thu sô kết sau: Đà p h â n lậ p m ộ t sô lồi vi k h u ẩ n có khả n n g phân g iả i p r o te in đả x ác định môi trư n g t h u ậ n lợi c h o tr ìn h s in h trư ng p h t tr iể n cùa chúng Đó mơi trường gồm đường, thịt bò thuỷ phân nguyên tố đa lượng,vi lượng (Các chất đểu Phòng nghiên cứu Cơng nghệ Hố sinh- Bộ mơn Cơng nghệ Hố học - Khoa Hố học • Trường Đại học Khoa học Tư nhiên - Đại học Q uốc gia Hà n ộ i s ả n x u ấ t) Đả x ác địn h h o t tín h p h â n g iả i p r o te in vi k h u ẩ n p h ầ n lập Một sỏ vi k h u ẩ n p h â n lập tỏ có khả n ả n g xử lý tố t nưóc rò rỉ từ bãi rác N a m Sơn, loại nước có sơ' C O D h m lượng am ôni đặc b iệt cao TÀI LIỆU THAM KHẢO N g u y ề n Lân D ũ n g , N g u y ề n Đ ìn h Q u y ế n , P h m V ăn Ty, M ột sô p h n g p h p n g h iê n cứu vi s in h v ậ t h ọ c , N h x u ấ t b ản Khoa học kỹ t h u ậ t , Hà nội, 1976 Glasgovv, L.A, P a r tic le s iz e red u ctio n by b r e a k a g e in biological vvasteu/iiter tr e a tm e n t, B io te c h n o lo g y a n d B io e n g in e e r in g , (1 ), pp 01 -91 Fedorov, A Y e t al., B a c t e r ia l u tiliz a tio n o f ph en olic vvastevvater c o m p o n e n ts, I n te r n a tio n a l B io d e te r io r a tio n a n d B io d e g r a d a tio n , (1 9 ), pp 9*16 B ru ce E R it t m a n m , P erry L M cC atry, E n v ir o n m e n ta l B io te ch n o lo g ỵ : P r in c ip le s a n d A p p l i c a t i o n s , McGravv- Hill H ig h er E d u ca tio n , 2001 M ichacl L S h u le r , F ik r et K argi, B io p ro c e ss E n g in e e r in g , P ren tice Hall PTR N e w J e rse y , 1992 ị* VVinter «J., E n v i r o n m e n t a l P ro c esses (V o lu m e l l a ) , W iley - VCH, 1999 Phân lảp , tuycn chon ứng dung rnôt sô, 49 VNU JO U R N A L F SC IEN C E N a t Sci «81 Tech , T XIX N 01, 2003 ISOLATION, S E L E C T IO N AND USE SOMG PR O T E O L Y T IC M I C R O I Ỉ E S F O R T R E A T M E N T O F L E A C H A T E F R O M NAM S O N L A N D F I L L A IIE A T r i n h Le H u n g , N g u y e n M i n h N g u y e t D e p a r tm e n t o f C h e m ic a l, C ollege o f Science, V N Ư S o m e m icrobes w e re is o la te d from w a s t e w a t e r T h e y w e r e c u lt i v a t e d in th e m od ified m e d iu m a n d u s e d for t r e a t m e n t o f le a c h a t e from N a m s o n la n d íill area  ... in vi k h u ẩ n p h ầ n lập Một sỏ vi k h u ẩ n p h â n lập tỏ có khả n ả n g xử lý tố t nưóc rò rỉ từ bãi rác N a m Sơn, loại nước có sơ' C O D h m lượng am ôni đặc b iệt cao TÀI LIỆU THAM KHẢO... vi k h u â n H 3 \h có t h ể làm g iả m a m ô n i tố t n h ấ t sô n ày ứ n g d ụ n g m ộ t v i vi k h u ẳ n p h â n l ậ p đươc dỏ x lý nước t h ã i Nam Sơn - Nước rò rỉ c ủ a bải rác N a m Sơn. .. xác định h oạ t tín h ph ân giải protein, đả thu kêt b ả n g Bảng Khả n ả n g phân giải vi khuẩn phân lập Loại vi k h u ẩ n Đ ờng kinh ph ân giải Khả n ă n g p h ân giải N , cm Tốt M , cm T rung