BÁO cáo môn cơ sở SINH học TRONG xử lý CHẤT THẢI và SINH THÁI CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO MÔN CƠ SỞ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ CHẤT THẢI VÀ SINH THÁI CÔNG NGHIỆP Giảng viên: Nguyễn Thị Gia Hằng SỰ PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA NHỰA NHÓM THỰC HIỆN: ROOM TRƯƠNG VĂN KHẢI 1715161 HUỲNH VÕ MINH THƯ 18150316 NGUYỄN PHAN LAM TƯỜNG 18150388 TRƯƠNG THỊ TUYỀN 18150390 PHAN BẢO NGỌC 19150400 Nội dung CẤU TRÚC VẬT LÝ CỦA NHỰA ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÂN HỦY CÁC SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA NHỰA SỰ BIẾN ĐỔI ĐA DẠNG CỦA CÁC LOẠI NHỰA CÁC NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG SINH HỌC CỦA NHỰA ẢNH HƯỞNG CỦA KHƠNG KHÍ VÀ HÀM LƯỢNG OXY ĐẾN SỰ PHÂN HỦY CỦA NHỰA CẤU TRÚC VẬT LÝ CỦA NHỰA ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG PHÂN HỦY “ Đã có nhiều nghiên cứu để đánh giá cấu trúc vật lý nhựa:  “Sự ăn mòn thâm nhập bề mặt cao su tự nhiên cao su polyisoprene tổng hợp ‘loại nấm màu đen, giống nấm men vi khuẩn màu hồng’.”– Nickerson (1969) khẳng định  “Về cấu trúc vật lý nhựa tổng hợp, mức độ cơng vi sinh vật tác động kích thước hạt đại phân tử sức đề kháng nội tại.” – theo Clesceri (1996) “ Qua nghiên cứu tóm lại số kết luận:  Kích thước hạt yếu tố hạn chế ăn mòn  Các vi khuẩn đất hiếu khí khác làm suy giảm chất dẻo tổng hợp đặc biệt phân chia kích thước tối đa “  Sự phân hủy hiếu khí chậm hầu hết loại nhựa phổ biến dạng màng có khả xảy màng hóa học sinh học sử dụng dày so với tìm thấy dịng MSW, điều làm giảm chứng suy giảm sinh học  Sự thối hóa sinh học đất tăng lên tăng diện tích tiếp xúc chất dẻo (tức giảm kích thước hạt) CÁC SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA NHỰA  Các sinh vật liên quan thường vi khuẩn nấm  Trong thử nghiệm, điều kiện cần thiết tối ưu hóa cho phản ứng hóa học liên quan đến biểu hiện, tăng trưởng tái tạo enzyme  Sự mát đo sụt giảm trọng lượng đơn vị diện tích bề mặt tăng trưởng thường diễn bề mặt vật liệu Hình 1: Vi khuẩn phân hủy nhựa Nguồn (https:// bom.to/p6Su7BAVok02oK)  Nấm có khả cơng chất hóa dẻo nhựa, tương tự vi khuẩn  Do hấp thụ nước thấp nhựa đất, có khả hầu hết cơng vi khuẩn quan trọng bãi chôn lấp xảy phần nhựa tiếp xúc mật thiết với đất ẩm nước rỉ rác  Các động vật gặm nhắm côn trùng tác nhân việc tạo hạt nhựa, giúp tăng bề mặt nhựa giảm kích thước hạt 10 Hình 2: Danh sách chủng vi sinh vật loại nhựa mà chúng phân huỷ (by Ghosh et al 2013) 11 SỰ BIẾN ĐỔI ĐA DẠNG CỦA CÁC LOẠI NHỰA  Cấu trúc hóa học nhựa yếu tố dẫn đến phân hủy tương đối vi sinh vật Ex: Trọng lượng phân tử tương quan với khả chống lại công vi sinh vật trọng lượng nhựa thấp dễ bị ảnh hưởng Điều chứng minh trường hợp polyurethanes, polyesters polyethylenes Hình 3: Cấu trúc loại nhựa thông thường (nguồn: https://bom.to/wfpNu5CtwZNIeL) 13  Các loại cao su tổng hợp thường có khả chống lại cơng vi sinh vật tốt  Tỷ lệ bề mặt tiếp xúc trọng lượng cao, công thức cao su tổng hợp bị phân hủy chôn lấp đất nhanh  Trong điều kiện yếm khí, có cao su butyl, cao su neoprene, butyl silicone, bị ảnh hưởng vi khuẩn khử sunfat  Nhiều polyme tự nhiên (cao su, xenlulo, lignin…) bị công sinh vật sinh học, đặc biệt điều kiện hiếu khí, chúng bao gồm vi khuẩn, nấm, côn trùng động vật gặm nhắm 14 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG SINH HỌC CỦA NHỰA  Jones cộng (1974) phát triển phương pháp kiểm tra chất dẻo (PP, PE, PS), đặt môi trường đất vườn, rừng, bãi rác (độ ẩm tương đối, 20⁰C) tháng → Đất rừng có hoạt tính sinh học cao nhất, đất bãi rác nhất, tương ứng với hàm lượng carbon tương đối đất Tốc độ phân hủy PP PE đất vườn thực tế 11,3 năm  Guillet cộng (1974) kiểm tra phân hủy PS cho thấy phân hủy sinh học xảy ra, tốc độ xác nhận q chậm.Ước tính tốc độ phân hủy sinh học hồn toàn PS đất vườn (20-80 năm) đất bùn (11-24 năm) Thời gian thử nghiệm yếu tố vô quan trọng việc đánh 16 giá khả phân hủy sinh học chất dẻo  Albertsson (1988) tiến hành thử nghiệm chôn lấp đất ẩm, có sục khí 10 năm, PE tiếp xúc với ánh sáng UV ngày 0,3% trọng lượng dạng CO2 vòng 10 năm → Tỷ lệ thất tối đa trung bình từ 0,02 đến 0,05% năm (cho thấy cần 2000 đến 5000 năm để biến mất) Tất đường cong phân hủy sinh học chất dẻo giống sau 10 năm nhìn thấy dấu hiệu nhỏ điểm khống hóa 17 Yabannavar Bartha (1994) thử nghiệm với mẫu đất phịng thí nghiệm tháng với mẫu màng nhựa chơn điều kiện pH, độ ẩm hiếu khí tối ưu để phân hủy sinh học - số CO2 cao giới hạn Hình 4: Quá trình phân hủy sinh học nhựa vi sinh vật (nguồn: https://bom.to/vOdfNuMGBr6HbR) Phép đo CO2 phát sinh từ vật liệu nhựa trải qua trình phân hủy phương pháp tương đối đáng tin cậy để định lượng khả phân hủy sinh học 18  Việc giảm trọng lượng nhựa dao động khoảng 1.2% tới 13.1% nguyên liệu dùng làm túi đựng rác có nguồn gốc từ loại nhựa PE, túi mua sắm từ nhựa PE hai loại nhựa PP PVC dùng để bọc thực phẩm  Sự phân rã chất làm dẻo chất độn có nhựa, cho phân hủy, nguồn gốc việc giảm trọng lượng  Hầu hết loại nhựa bao gồm PE PVC khối lượng phân tử thay đổi không đáng kể Thay đổi trọng lượng xem thước đo xác khả phân hủy sinh học 19  Theo quy trình thử nghiệm Hiệp hội Thử nghiệm Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) khả phân hủy sinh học nhựạ loại màng nhựa khơng coi phân hủy sinh học trọng lượng phân tử nhựa chứng minh khơng có thay đổi, nhiên chơn lấp màng nhựa 12 tuần dẫn đến việc giảm thêm trọng lượng phân tử màng túi rác PE  Otake et al (1995) kết luận rằng: Cơng trình Albertsson et al (1988) q ngắn để ước tính tuổi thọ phân hủy sinh học thực tế LDPE cho thử nghiệm phân hủy sinh học cấp tốc áp dụng trường hợp 20 ẢNH HƯỞNG CỦA KHƠNG KHÍ VÀ HÀM LƯỢNG OXY ĐẾN SỰ PHÂN HỦY CỦA NHỰA  Q trình oxy hóa nhựa xảy nhiệt độ thấp nhiệt trình đốt cháy  Trong điều kiện oxy có hạn hạn chế nâng cao mức độ công chất phản ứng khác  “Đối với vi khuẩn hiện hàm lượng oxy dùng để hạn chế loại vi khuẩn phát triển, đồng thời nitrate sulfate trở thành chất nhận điện tử cho vi khuẩn khử nitrate sulfat thay cho oxy.” - Hawkins (1972) nhận xét 22  Nồng độ CO2 tăng cao so với không khí làm giảm tỷ lệ phân hủy nhựa phát bãi chôn lấp thơng thường  Vi khuẩn khử sulfate phát triển vật liệu hữu phức tạp ăn mịn thép, chúng giúp ích việc phân hủy chất dẻo bãi chơn.”  Scott (1992) cho biết nhựa “trơ” bãi chơn Hình 5: Hình thái chai nhựa trình phân hủy diễn (Nguồn: https://bom.to/5JORSYF3s1xFMD) 23 24 ... suy giảm sinh học  Sự thối hóa sinh học đất tăng lên tăng diện tích tiếp xúc chất dẻo (tức giảm kích thước hạt) CÁC SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA NHỰA  Các sinh vật... bị công sinh vật sinh học, đặc biệt điều kiện hiếu khí, chúng bao gồm vi khuẩn, nấm, trùng động vật gặm nhắm 14 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG SINH HỌC... hiếu khí tối ưu để phân hủy sinh học - số CO2 cao giới hạn Hình 4: Quá trình phân hủy sinh học nhựa vi sinh vật (nguồn: https://bom.to/vOdfNuMGBr6HbR) Phép đo CO2 phát sinh từ vật liệu nhựa trải