Khảo sát hiệu quả xử lý các hợp chất chứa nitơ, phốtpho trong nước thải chăn nuôi bằng sự kết hợp vi tảo chlorella vulgaris và vi khuẩn azospirillum brasilense

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITƠ, PHỐTPHO TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG SỰ KẾT HỢP VI TẢO CHLORELLA VULGARIS VÀ VI KHUẨN AZOSPIRILLUM BRASILENSE PHẠM THÙY DUYÊN Đà Nẵng, 7/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT CHỨA NITƠ, PHỐTPHO TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG SỰ KẾT HỢP VI TẢO CHLORELLA VULGARIS VÀ VI KHUẨN AZOSPIRILLUM BRASILENSE Ngành : Cơng nghệ sinh học Khóa : 2016-2020 Sinh viên : Phạm Thùy Duyên Người hướng dẫn : TS Phạm Thị Mỹ Đà Nẵng, tháng 7/2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu khóa luận trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Đà Nẵng, tháng năm 2020 Tác giả luận văn PHẠM THÙY DUYÊN i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Thị Mỹ người hướng dẫn, trực tiếp truyền đạt kinh nghiệm quý báu động viên suốt q trình thực khóa luận Xin cảm ơn ThS Lê Thị Mai, thầy ThS Trần Ngọc Sơn, thầy TS Trịnh Đăng Mậu nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Sinh - Môi trường - Đại học Sư Phạm - Đại học Đà Nẵng tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện cho học tập năm đại học Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln giúp đỡ động viên suốt thời gian làm đồ án Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Phạm Thùy Duyên ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii TÓM TẮT ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Ý nghĩa đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái quát chung vi tảo Chlorella vulgaris 1.1.1 Sơ lược vi tảo Chlorella vulgaris 1.1.2 Ứng dụng tảo Chlorella vulgaris 1.2 Khái quát chung vi khuẩn Azospirillum brasilense 1.2.1 Phân loại khoa học lịch sử phát 1.2.2 Đặc điểm phân bố 1.2.3 Đặc điểm hình thái 1.2.4 Khả hoạt động 1.2.5 Vai trò Indole-3-Acetic Acid (IAA) 1.2.6 Một số đặt điểm IAA vi khuẩn Azospirillum brasilense 1.2.7 Một số ứng dụng vi khuẩn Azospirillum brasilense 1.3 Khái quát sodium alginate 10 1.4 Tổng quan nước thải chăn nuôi 10 1.4.1 Khối lượng đặc tính nước thải chăn nuôi 10 1.4.2 Ảnh hưởng chất thải chăn nuôi đến môi trường 13 1.5 Một số nghiên cứu nước việc xử lý nước thải vi tảo Chlorella vulgaris 13 1.5.1 Một số nghiên cứu nước 13 iii 1.5.2 Một số nghiên cứu giới 14 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 16 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Phương pháp tăng sinh vi khuẩn 16 2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng IAA 16 2.2.3 Phương pháp đồng cố định vi khuẩn Azospirillum brasilense vi tảo Chlorella vulgaris hạt alginate 17 2.2.4 Phương pháp đếm vi tảo Chlorella vulgaris 17 2.2.5 Phương pháp xác định tốc độ sinh trưởng vi tảo Chlorella vulgaris 18 2.2.6 Các phương pháp xác định tiêu hóa sinh nước thải 18 2.2.7 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy 20 Ảnh hưởng tryptophan 20 Ảnh hưởng nhiệt độ 20 Ảnh hưởng pH 21 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Ảnh hưởng điều kiện nuôi cấy đến khả sinh tổng hợp IAA chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense 23 3.1.1 Ảnh hưởng môi trường nuôi cấy 23 3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ trytophan 24 3.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ 27 3.1.4 Ảnh hưởng pH môi trường 28 3.2 Khảo sát khả kích thích sinh trưởng chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense lên vi tảo Chlorella vulgaris đồng cố định hạt alginate 29 3.3 Đánh giá hiệu xử lý hợp chất chứa nitơ, phốtpho nước thải chăn nuôi heo hạt alginate đồng cố định vi tảo Chlorella vulgaris vi khuẩn Azospirillum brasilense 31 3.3.1 Đặc tính nước thải chăn nuôi heo khu vực nghiên cứu 31 3.3.2 Sự thay đổi tiêu hóa sinh nước thải chăn ni sau xử lý hạt alginate đồng cố định vi tảo Chlorella vulgaris vi khuẩn Azospirillum brasilense 31 iv KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 Kết luận 39 Kiến Nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC 45 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ABA Abscisic acid ACC 1-aminocyclopropane-1-carboxylic CTAB Cetyl trimethyl ammonium bromide IAA Indole - - acetic acid IBA Indole - - butyric acid IpyA Indole-3-pyruvate NFb Nitrogen Free brothymol PAB Plant Associated Bacteria PGPB Plant Growth Promoting Bacteria UV Ultraviolet VSV Vi sinh vật vi DANH MỤC CÁC BẢNG Kí hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thành phần hóa học phân lợn từ 70 – 100 kg 11 Bảng 1.2 Thành phần hóa học nước tiểu lợn có khối lượng 70 – 12 100 kg Bảng 3.1 IAA sinh tổng hợp Azospirillum brasilense nuôi 23 môi trường khác Bảng 3.2 IAA sinh tổng hợp Azospirillum brasilense nuôi 25 môi trường LB bổ sung hàm lượng tryptophan khác Bảng 3.3 Đặc điểm nước thải chăn nuôi heo sử dụng nghiên 31 cứu Bảng 3.4 Sự thay đổi hàm lượng nitơ tổng nước thải 34 Bảng 3.5 Sự thay đổi hàm lượng phốtpho tổng nước thải 36 Bảng 3.6 Đặc điểm nước thải chăn nuôi heo sau xử lý hạt alginate vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1 Vi tảo Chlorella vulgaris Hình 1.2 Sơ đồ thể quan tế bào vi tảo Chlorella vulgaris Hình 1.3 Vi khuẩn Azospirillum brasilense Hình 2.1 Đường tương quan tuyến tính hàm lượng IAA chuẩn OD530nm 17 Hình 2.2 Mơ hình xử lý nước thải thiết lập nhà thực nghiệm khoa 22 Sinh-môi trường, Đại học Sư Phạm Đà Nẵng Hình 3.1 Ảnh hưởng mơi trường ni cấy đến khả sinh IAA 23 chủng vi khuẩn Azospirillum brasilense (p=value