=IE=]E=IE5IE5IE=IE
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HOC SU’ PHAM KY THUAT THANH PHO HO CHi MINH
CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁP TRƯỜNG
Trang 2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRUONG DH SU PHAM KY THUẬT TPHCM
wy
BAO CAO TONG KET
DE TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
ĐÈ TÀI:
ĐÁNH GIA TINH HiNH NHIEM KHUAN CUA CAC MAY LOC NUOC O
TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
Mã số đề tài: SV2014 - 21
Thuộc nhóm ngành khoa học:KHOA HỌC KỸ THUẬT
TP Hồ Chí Minh, 6/2014
Trang 3Mục lục DANH MUC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH THONG TIN KET QUA NGHIEN CUU DE TAI Tững Eít đỗ ([ẰlsnsooonnnthonsnroonnirdntidgtdtaNHN1N55150300H77787884802103000001g38141/38148018.38 EẢ.E.ksinttlosssb 1 Phần I: Đặt vấn dđề 2-22 eEvveteoYzeEEVzeevveeseovzsevze 2 DMG Ga .ẬH 2
2 Chất lượng nước uống hiện nay .-2 2 ©s¿©Y+2+EEASEEteEEEtrEEEetrrrrrrkeee 2 3 Ô nhiễm nước uống hiện nay và ảnh hưởng đến sức khỏe . - 4 4 Những công nghệ xử lý nước uống hiện nay -2+©2s+2E++EEvzEsvrscrsee 7 n9 áo 7 4.2 CONSENS NANG sex nucconn6bsinnoi303190004511831385015101581001111S0THESPSYTEEGEA1383.<cxsea 10
Phần II: Gidi quyét Van dG s cssscsssssossssoseesssessssecesssssesssusssssscssvssssecsseesssesssssseneenees 14 1 Téng quan tai TU ecccccccssseccssseecsssecssssesssssecssssscssssesssuecsssvecsssssessaneecenetensese 14
1.1 Hệ vi sinh vật trong nƯỚC - G4 su ng 14 1.2 Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước uống c1 HT TH T1 011111 ng 17
1.3 Sơ lược về vi sinh vật hiếu khí .-. -ccccccccccz+etttrtrrrrrrrrrrreecce 18
1.4 So luge vé Coliforms .sssssssssssssssseessssscssssssnessssccesssssusssssessssssnsseesseessssssens 18
1.5 So 1c VE E.COli ccssssscsssssssssscsssesesssecesssessssscsssssessusecesuseessesessaseesssesessseeenss 20
1.6 Sơ lược cấu tạo mấy ÏỌC ƯỚC Gv ng ca 24
2 Phương pháp định lượng vi sinh VậT - ¿+ 5+ + 2 22svvvvrekekrecerkee 26
2.1 Định lượng vi sinh vật hiếu khí 26
2.2 Định lượng vi sinh vật bằng phương pháp màng lọc . -.- 29
(Membrane Filtration)
Do NOU GUAG NEAIEM CUU rsconassiosssvsssesvnsussiasaviiesesnseesseereanenossnenoronvengyngenanntersexesvessisan 32
3.1 Địa điểm lay Mmau sceccsssscsssescsssssssssssessssesssssesssessssecsssseccssasssssessssssssssescensee 32
3.2 Chuẩn bị . -.svciirtriiirrrie =— 35
3.2.1 Dụng cụ và thiết bị
Trang 43.2.3 Mẫu thí nghiệm
3.3 Phương pháp thực hiỆn - ¿2-5-5 xe Sxxvx v31 1171313 1131111111 ke 37
A, Két qua va thao 10am ececsssessscsssssececcssssseescessssecsssssssssesesssssscsssssssesessssssecsesssses 39
Phần II: Kết luận và đề IEÌ HH9 9604948449484094008500080660060850 45
1 Kết luận 2222222122121217111111111.221171111110222111111111121111 eecrree 45 › nh 45 Tài liệu tham kkhảno - se ©os€ES9SES4E2z€E2.EE2zeEE92 999 e2e2xeke2eeocssccee 46 TINH Ì ID) ssesecssssoscsexeiccsornosti0000100008291002030030013E3017140020140112x215423499930<:0222230805g39487203248745 47
Trang 5
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu vì sinh vật trong nước uống của QCVN 01:2009/BYT
Bảng 2.2: Các pahnr ứng âm tính và dương tính của họ Coliform
Bảng 3.1: Bảng số liệu đánh giá số vi sinh vật hiếu khí ở các máy lọc nước
Bảng 3.2: Bảng số liệu đánh giá tình hình nhiễm E.coli trong mẫu nước từ các máy lọc
nước
Trang 6
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Nguồn nước uống đang ngày càng ô nhiễm
Hình 1.3: Nước đóng chai Lavie bị nhiễm bẩn
Hình 1.4: Nguồn nước sạch khan hiếm Hình 1.5: Ô nhiễm phóng xạ trong nước Hình 1.6: Cấu trúc màng lọc nước RO
Hình 1.7: Khả năng lọc của các loại màng trong xử lý nước Hình 1.8: a)Cấu trúc phân tử nano
Hình 2.1: (a) Anabaena sp hay còn gọi là vi khuẩn lam
(b) Vi khuẩn-Legionella
Hình 2.2: Khẩn lạc mọc trên môi trường PCA
Hình 2.3: Hình ảnh Vi khuẩn Escherichia coli (E.coli)
Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo mấy lọc nước nóng lạnh
Hình 2.6: Nguyên tắc pha loãng
Hình 2.7 :Quy trình định lượng vi sinh vật bằng phương pháp màng lọc
Hình 2.8 : Các loại khuẩn lạc mọc trên màng lọc
Hình 3.1: Bảng đồ trường đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM
Hình 3.2: Sơ đồ phân bố các máy lọc nước trong trường Hình 3.4: Phần trăm E.coli khu trung tâm
Hình 3.5: Phần trăm E.coli khu A Hình 3.6: Phần trăm E.coli khu B Hình 3.7: Phần trăm E.coli khu C Hình 3.8: Phần trăm E.coli khu D Hình 3.9: Phần trăm E.coli khu E1
Trang 7
._ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
THONG TIN KET QUA NGHIEN CUU CUA DE TAI
1 Thông tin chung:
- Tên đề tài: Đánh giá tình hình nhiễm khuẩn các máy lọc nước ở trong trường Đại
học sư phạm kỹ thuật TP.HCM
- SV thực hiện: Nguyễn Duy Bửu Mã số SV: 12150095
- Lớp: 12150CLC Khoa: Chất lượng cao Năm thứ: 2 Số năm đào tạo: 4
- Người hướng dẫn:Ths.Nguyễn Thị Tịnh Au
2 Mục tiêu đề tài: Đánh giá khách quan tình hình nhiễm khuẫn ở các máy lọc nước Tìm ra nguyên nhân và cách khắc phục
3 Tính mới và sáng tạo:
4 Kết quả nghiên cứu:Có sự xuất hiện của các E.coli trong các mẫu nước từ các máy lọc, các máy trong trường đều bị nhiễm vi sinh vật do nhiều nguyên nhân khác nhau 5 Đóng góp về mặt giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội,an ninh, quốc phòng và khả
năng áp dụng của đề tài:
6.Công bố khoa hoc cia SV từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp chí nếu
có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (»ếu có): Ngày 2 tháng £ nam 20/4 SV chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ki, he va tén) Lf
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của SV thực hiện đề tài
(phan này do người hướng dẫn ghi):
Ngày œ3 tháng o6 năm Jo dh
Xác nhận của Trường Người hướng dẫn (kí tên và đóng dấu) (ki, họ và tên)
sua an „Nó
Trang 8Tóm tắt đề tài
Nước uống là một vấn đề trong ngày nay, đi cùng với sự phát triển kinh tế là kèm theo những vấn đề về ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước Nguồn nước sạch ngày nay đang bị khan hiếm dần Chính vì những lẽ đó mà các công nghệ xử lý nước được ra đời và phát triển rộng rải, tiêu biểu là sự phát triển đa dạng của các loại máy lọc nước khác nhau Tuy nhiên, các máy lọc nước này khi sử dụng một thời gian phải có sự bảo dưỡng, nếu không các máy lọc sẽ không còn hiệu quả nữa Do đó chúng tôi tiến hành quan sát và đánh giá các máy lọc nước trong trường Đại học sư phạm kỹ thuật như là một mô hình thu nhỏ, làm cơ sở tiên đề cho các nghiên cứu khác
Các mục tiêu cần đạt được:
e_ Đánh giá khách quan tình hình nhiễm khuẫn ở các máy lọc nước
e Tim ra nguyén nhan và cách khăc phục
—K—KXE }_}_ _—_} }_— _—————————————————
Trang 9PHAN 1: DAT VAN DE
1.1.MO ĐẦU
Sự bùng nỗ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng đã tạo ra sức ép lớn tới môi trường sống ở Việt Nam Đáng chú ý, nguồn nước sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm.Ngày nay, mối nguy hiểm đó đã tăng lên gấp nhiều lần Nước không chỉ bị nhiễm bẳn mà còn có nguy cơ gây bệnh Rác thải y tế, rác thải công nghiệp, các loại kim loại nặng hòa tan vào nước sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người Thậm chí, nguồn nước máy tại nơi chúng ta đang sử dụng cũng có nguy
cơ bị ô nhiễm, bao gồm cả nhiễm khuẩn e-coli, amoniac, asen
Nắm bắt tâm lý của người tiêu dùng, hàng trăm hãng máy lọc nước đã ra đời với nhiều công nghệ khác nhau Tuy nhiên, máy lọc nước đã qua thời gian sử dụng lâu dài mà không được bảo dưỡngđịnh kỳ sẽ dẫn đến máy không còn hoạt động tốt nữa, vô tình máy lọc nước lại là nơi là nguồn gây ô nhiễm cho nước uống Vì lý do trên, chúng tôi tiến hành
đánh giá sự nhiễm khuẫn ở các máy lọc nước trong trường Đại học Sư phạm kỹ thuật
TP.HCM
1.2.CHÁT LƯỢNG NƯỚC UÓNG HIỆN NAY
Một số người trong chúng ta chỉ cần mở vòi lấy môt ly nước và uống mà không cần suy nghĩ xem loại nước này như thế nào,có đảm bảo cho sức khỏe hay không Chúng ta nên dành thời gian nhiều hơn một chút suy nghĩ về nước uống sạch và nên đặt câu hỏi về
chất lượng nước uống.Trong khi chất lượng nước uống có thể ảnh hưởng lớn đến sức
khỏe của chúng ta Nếu chất lượng nước uống kém nó có thể gây ra bệnh tật hoặc thậm chí nó có thé gay ra tử vong
Nước đun sôi: phổ biến trong sinh hoạt của người dân có thể loại bỏ được vi khuẩn,
nhưng không loại bỏ được toàn bộ các chất hóa học, kim loại nặng nếu nguồn nước bị ô
nhiễm Hơn nữa, đun sôi nước còn làm mất đi những nguyên tố vi lượng cần thiết có lợi
cho sức khỏe
Trang 10
Hình 1.1: Nguồn nước udng dang ngày càng ô nhiễm
Trang 11ngoại vi, và có thể kích động các vấn đề hệ thống sinh sản và dị tật bẩm sinh Vì
vậy nên tránh chất gây ô nhiễm này bằng mọi giá
- Phóng xạ: Hạt phóng xạ có thể lây lan dễ đàng thông qua các hệ thống nước ngầm và do đó ảnh hưởng đến tất cả đường thủy và hệ sinh thái Nồng độ urani trên mức quy định của Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) tồn thương thận và nguyên nhân làm tăng nguy cơ ung thư Trong khi đó, i-ốt phóng xạ tích tụ trong tuyến giấp và gây ra ung thư tuyến giáp vì nó phân rã
- Các nhà máy điện hạt nhân tồn tại ở nhiều quốc gia và thậm chí một số khoáng
chất tự nhiên phóng xạ cho nên không có chỗ để ân Ô nhiễm phóng xạ cũng là tích lũy, có nghĩa là nó tích tụ trong cơ thể của bạn trong suốt cuộc đời Thật không may uống nước bị ô nhiễm là một trong những phương pháp tiếp xúc với phóng xạ — a2 “1904, % ==-
Hình 1.5: Ô nhiễm phóng xạ trong nước
- Florua: florua là một chất gây ô nhiễm nước không mong muốn khi nó là thành
phan chu yéu trong rất nhiều loại kem đánh răng Trong số lượng vừa phải nó có
thể làm giảm và ngăn ngừa sâu răng Tuy nhiên florua là có độc tính cao và số
lượng lớn hơn có thể gây ra việc chữa răng, nhiễm độc và thậm chí tử vong Florua
cũng là một nghi ngờ gây ung thư, do đó bạn chắc chắn không muốn uống nước có
chất fluoride Cách tốt nhất để ngăn ngừa nhiễm fluor là bằng cách kiểm tra nồng độ fluor trong nước uống của bạn (mà không phải cao hơn 0,7 mg / L)
Aaa AE SSA
Trang 12việc người tiêu dùng mua nhằm những sản phẩm không đảm bảo chất lượng, hoặc những
sản phẩm thông tin sai sự thật về chức năng lọc của các máy lọc nước Ví dụ như trường
hợp của anh Phan Thành Nam, nhà ở phường Định Cơng, quận Hồng Mai, Hà Nội đã
tìm mua một máy lọc Anh đã đổ nước giếng khoan vào lọc cho gia đình sử dụng, hậu quả
là đứa con trai 5 tuổi của anh bị tiêu chảy ngay trong đêm hôm đó
3>Những thông tin này cho thấy tình hình đáng báo động nước uống hiện nay
1.3.Ô nhiễm nước uống hiện nay và ảnh hưởng đến sức khóe
Nước uống hay nước sạch là các loại nước đủ độ tinh khiết tối thiểu để con người
hoặc các loài động vật, thực vật có thể uống, tiêu thụ, hấp thu hoặc sử dụng mà ít gặp
nguy cơ tác hại trước mắt hoặc về lâu dài Trong hầu hết các nước phát triển, nước uống được cung cấp cho các hộ gia đình, các hoạt động thương mại và công nghiệp là tất cả các
nước uống phải đạt tiêu chuẩn về vệ sinh (thường là nước máy, nước ngọt, nước lọc), mặc
dù chỉ có một tỷ lệ rất nhỏ được thực tế tiêu thụ hoặc được sử dụng trong chế biến thực phẩm hay việc tắm rửa hoặc tưới tiêu, rửa xe Nước sạch là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá về chất lượng cuộc sống
Thế nhưng vấn đề nước uống hay nước sạch đang bị bỏ ngõ Nước không chỉ bị nhiễm bắn mà còn có nguy cơ gây bệnh Rác thải y tế, rác thải công nghiệp, các loại kim loại nặng hòa tan vào nước sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người Thậm chí, nguồn nước máy tại nơi chúng ta đang sử dụng cũng có nguy cơ bị ô nhiễm,
bao gôm cả nhiễm khuẩn e-coli, amoniac, asen
Hinh 1.4: Nguon nước sạch khan hiếm
4 Nước uống bị ô nhiễm sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con người:
- Asen: Asen gay ra ung thư phối, bàng quang và ung thư da và có thể gây ra gan và
ung thư thận Nó cũng có thé ton hại cho tim, hệ thống thần kinh trung ương và
Trang 13- Crom: Tiếp xúc với crom 6 gây ra một danh sách dài các điều kiện khủng khiếp như ung thư dạ dày, suy thận, suy thận và gan, mất trí nhớ non và viêm da tiếp xúc đị ứng
- _ Cromat thường được sử dụng để làm cho hàng da, vữa và sơn, và họ ngắm từ các
quá trình công nghiệp vào nước ngầm và đất, cuối cùng kết thúc trong nước của
bạn Rebecca Sutton, một nhà khoa học cao cấp của EWP, nói cách tốt nhất để bảo vệ chính mình là mua một máy lọc nước Nano, Ro,
-_ Chì: Cho đến nay chúng ta đều biết những hậu quả của nhiễm độc chì Kim loại nặng gây độc cho trẻ em vì nó cản trở sự phát triển của hệ thần kinh và có thể gây
thiếu máu, co giật và thậm chí tử vong
- _ Chì vào nước thông qua các đường ống nước, và thậm chí cả ống đồng có thể được hàn chì Trong khi chì bị cấm từ đường ống nước vào năm 1986, đường ống làm hôm nay vẫn còn chứa một số chì Kiểm tra lượng chì trong nước bằng cách gọi sở
y tế địa phương của bạn cho một thử nghiệm miễn phí Lượng chì không được
vượt quá 0,01 mg /L
Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau Bên cạnh các sinh vật có ích có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật
Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuân và ký sinh trùng gây bệnh
như các loại ký sinh trùng bệnh tả, ly, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu
vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đó, trứng giun v.v
Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới năm 1992, nước bị ô nhiễm gây ra bệnh tiêu
chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người mắc bệnh mỗi năm Đã có năm số người bị
mắc bệnh trên thế giới rất lớn như bệnh giun đũa 900 triệu người, bệnh sán máng 600 triệu người Để hạn chế tác động tiêu cực của ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước mặt, cần nghiên cứu các biện pháp xử lý nước thải, cải thiện tình trạng vệ sinh môi trường sống của dân cư, tổ chức tốt hoạt động y tế và dịch vụ cộng
Trang 14
1.4.NHỮNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC UỐNG HIỆN NAY
1.4.1.Công nghệ màng lọc ® Màng tỉnh lọc
Tỉnh ( vi ) lọc (ME) dùng để loại bỏ các cặn có kích thước lớn, các đại phân tử được tách
ra từ các phân tử lớn khác, protein, hay các mảnh vỡ tế bào Ứng dụng quan trọng trong lọc nước đơn giản ở các chu trình cuối, ví dụ dùng trong lọc nước ép trái cây,sữa, rượu vang, bia và dược phẩm vô tring Mang tinh lọc hoạt động ở áp suất tương đối thấp
® Màng siêu lọc
Siêu lọc (UF) là một quá trình lọc có áp lực loại bỏ dầu, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ
tương, chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác Màng UF ứng dụng trong lọc dầu, nước ép trái cây, sữa và sữa chua, sơn, được phẩm, rượu nước uống, và nước thải cấp ba
Màng siêu lọc có kích thước lễ khoảng 0,01 micron có thể loại bỏ một số virus, trong khi màng tỉnh lọc có kích thước lễ khoảng 0,1 micron, chỉ có thể loại bỏ một số lồi vi sinh
vật khơng bao gồm virus Tuy nhiên cả tỉnh lọc và siêu lọc đều không thể loại bỏ các chất hòa tan, trừ khi các chất này được hấp phụ trước bằng than hoạt tính hoặc được keo tụ
bằng phèn nhôm hoặc sắt
® Màng lọc Nano
Màng lọc Nano ( NF) có kích thước lỗ khoảng 0,001 micron Có chức năng tương tự như
màng thâm thấu ngược, nhưng thường được sử dụng để loại bỏ các ion đa hóa trị, các chất
hữu cơ đơn phân tử, gần như tất cả các virus, hầu hết các vật chất hữu cơ tự nhiên và các
muối Các ion đơn trị như Na, Cl sẽ đi qua nó, do đó nó thường được sử dụng cho quá
trình tiền lọc trong khử muối nước mặn Trong xử lý nước, màng NE có thể được sử dụng
để làm mềm nước, loại bỏ thuốc trừ sâu, khử màu ¢ Céng nghé RO (Reverse Osmosis)
Là một thành tựu của khoa học công nghệ Ra đời vào những năm 60 của thế kỉ trước tại
Hoa Kỳ, RO nhanh chóng chớ thành công nghệ dẫn đầu trong lọc nước, xử lý nước
Trang 15
Hình 1.6: Cấu trúc màng lọc nước RO $ Thấm thấu ngược là gi?
Thâm thấu ngược là một quy trình mà trong đó có một màng hoạt động như là
một thiết bị lọc phân tử để loại bó đến 99% tắt cả các loại chất rắn hoà tan, các vi khuẩn,
những phan tử nhỏ và những hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 300 hay những hạt có kích thước khoảng 0,001 micron
Để lọc nước tỉnh khiết sử dùng thiết bị thẩm thấu ngược - RO, quy trình tự nhiên
của thẩm thấu, ở đó nước tinh khiết chảy qua một màng lọc để giữ lại hàm lượng cặn
không hoà tan Đẻ thực hiện mục đích này có, một bơm được dùng để tạo ấp lực cho nước
chảy qua màng và chất thải có nồng độ đậm đặc chảy ra cống
% Tại sao sử dụng RO để xử lý nước tỉnh khiết
- RO loại bỏ 99,9% vi khuẩn, an toàn tuyệt đối khi uống mà không cần công đoạn
nào khác giống như nước đã đun sôi
RO loại bỏ tắt cả các chất nguy hại và những hoá chất tìm thấy trong nước ngầm, nước sông, nước mặt và trong các quy trình xử lý sử dụng nguồn nước bị nhiễm
3 A
ban
Trang 16
- RO loai bé tat ca những sản phẩm sản xuất từ chlorine khi chlorine được sử dụng cho mục đích khử trùng trong xử lý nước Tắt cả những sản phẩm sản xuất từ chorine chẳng hạn như THM, khoa học đã chứng minh là chất có tác nhân gây ung thư
- Biéu dé sau any sẽ tóm tắt hiệu quả loại bỏ cặn đối với các loại màng khác nhau
9 rrr TER EN ESF PR nero nn ppg mentee npn npg eee re a ở CC? oo 5 ¢ i seman, | a, N ° ong hee Gs Se N 1N N42 ee =2 có CÔ C2 Cụ ™, | @ ` ị | (NF ®) \ Ve ae | e ° yO ye L9 gcc Pace RM Mn Meat Ác on oe | _Membrane pechetouy: Comparison PECOCCOOLE PeUNnRERERMERRNEENNMNENmnmAsiniiaiiiniamnit i { | | i i - m7 Hình 1.7: Khả năng lọc của các loại màng trong xử lý nước % Ưu đếm
Ứng dụng công nghệ thâm thấu ngược (gọi tắt máy lọc nước RO), máy lọc nước RO lọc ra nước tính khiết, bắt kì nguồn nước nào ( Nước giếng, nước sông, nước cứng, nước
nhiễm lợ, nước máy) khí lọc qua máy lọc Ro đều ra nước tỉnh khiết Để lọc nước Biển
thành nước ngọt cũng phải áp dụng công nghệ Màng RO ( Dùng màng RO dành cho nước
mặn)
Nước sau qua lọc uống ngay, nước ngọt, tỉnh khiết đun nấu không có cặn
Trang 17* Nhược điểm -_ Nước tỉnh khiết thường không giữ được vi lượng khoáng chất tự nhiện tốt cho cơ thể -_ Nước thải nhiều (10 lít nước cấp vào, lấy được 2-3 lít nước tỉnh khiết, nước thải bỏ 7-8 lít)
- _ Sự cố đối với máy lọc nước RO thường xảy ra khi máy dùng được 2 năm trở lên
khi lấy 1 lít nước tỉnh khiết tỉ lệ thải 15 lít, đó là một thực tế máy dùng càng lâu tỉ
lệ thải càng cao, có thể gây tăng chỉ phí sử dụng
-_ Thiết bị có gắn máy bơm, adaptor, val từ, val áp thấp, áp cao ( Tiêu hao điện và -
đôi khi chập cháy thiết bị điện)
- Hay bi tac mang RO néu gap nguồn nước cứng (có nhiều cặn vôi), nước nhiễm lợ,
tăng chi phí trong qua trình sử dụng 1.4.2.Công nghệ Nano
Không giống các công nghệ khác, thường bắt nguồn từ một bộ môn khoa học cụ thể, nhưng công nghệ nano là sự kết hợp của nhiều bộ môn khoa học Công nghệ nano được
xác định bằng quy mô hoạt động Khoa học nano và công nghệ nano liên quan đến việc
nghiên cứu vật chất ở kích thước siêu nhỏ Một nano mét bang 1 phan triệu của 1mm va một sợi tóc của con người rộng khoảng 80.000 nano mét Kích thước của vật liệu nano quá nhỏ làm cho con người khó nhìn thấy Kích thước nano cho phép xử lý những bộ
phận nhỏ nhất của vật chất Hoạt động ở kích thước nano sẽ liên kết các nguyên tử và phân tử để khai thác dễ dàng hơn các đặc điểm của vật chất Giống như xây dựng một mô hình từ những viên gạch Lego, chúng ta sẽ hình dung về việc tạo ra các vật liệu mới hoặc thay đổi các vật liệu cũ Trong các ứng dụng như lọc nước, các vật liệu có thể được làm
mới hoặc điều chỉnh để lọc sạch các kim loại nặng và độc tố sinh học
Nguyên tắc chủ yếu của các công nghệ nano là giảm các vấn đề nan giải về nước, là
giải quyết các khó khăn về kỹ thuật để xử lý các chất ô nhiễm trong nước, bao gồm vi
khuẩn, virút, asen, thủy ngân, thuốc bảo vệ thực vat va mudi Nhiéu nhà nghiên cứu và kỹ
sư khẳng định, công nghệ nano đảm bảo các giải pháp hiệu quả và bền vững hơn vì sử
Trang 18
dụng các hạt nano đề xử lý nước ít gây ô nhiễm hơn so với các phương pháp truyền thống
và đòi hỏi ít nhân công, vốn, đất đai và năng lượng
Màng lọc nano đã được ứng dụng phổ biến để xử lý muối hòa tan và các chất 6 nhiễm có kích thước nhỏ, làm mềm nước và xử lý nước thải Màng lọc nano đóng vai trò như rào cản vật lý, ngăn chặn các hạt và vi sinh vật lớn hơn lỗ của màng lọc và loại bỏ có
chọn lọc các chất ô nhiễm
Hình 1.8: a)Cấu trúc phân tử nano
b) Bộ lọc áp dụng công nghệ nano
Cùng với khả năng xử lý nước, công nghệ nano còn phát hiện ra các chất ô nhiễm sinh ra trong nước Các nhà nghiên cứu đang phát triển các công nghệ cảm biến mới kết
hợp sản xuất ở kích thước nhỏ và cỡ nano để tạo ra các bộ cảm biến nhỏ, di động và có độ
chính xác cao có thể phát hiện các hóa chất và chất sinh hóa trong nước Một số
consortium trong lĩnh vực nghiên cứu đang thử nghiệm tại hiện trường các thiết bị này và sẽ nhanh chóng thương mại hóa chúng Ví dụ, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã nghiên cứu phương pháp phát hiện asen trong nước bằng dây nano gắn lên chíp silicon
Hiện nay, có một số sản phẩm điện hình ra đời ở các nước đang phát triển và các sản
phẩm khác bắt nguồn từ nơi khác nhưng liên quan mật thiết với nhu cầu của các nước
phương Nam
Trang 19Xốp nano giữ nước mưa do Viện Công nghệ Massachusetts (Hoa Kỳ) sản xuất: Hợp chất
polyme và các hạt nano thủy tinh được phủ trên bề mặt như vải để hút nước Xếp nano
hoạt động hiệu quả hơn so với vật liệu truyền thống Xốp nano dung để giữ nước mưa ở
các nước: Trung Quốc, Neepal va Thái Lan
Hạt nano từ tính xử lý asen do Đại học Rice (Hoa Kỳ) sản xuất: Các hạt nano từ tính gồm các ion oxit lơ lửng trong nước liên kết với asen, sau đó loại bỏ bằng một nam châm Án Độ, Bangladesh và các nước đang phát triển khác có hàng nghìn trường hợp nhiễm độc asen môi năm là do các giếng nước bị ô nhiễm asen
Màng khử mặn do Đại học California, Los Angeles và NanoH2O sản xuất: Hợp chất polyme và hạt nano hút các ion nước và đầy muối hòa tan Màng khử mặn đã có mặt trên thị trường, cho phép khử mặn với chỉ phí năng lượng thấp hơn so với phương pháp thẩm thấu
Mang loc nano do Céng ty Saehan (Han Quốc) sản xuất: Màng lọc nano được sản xuất từ polyme có kích thước 16 từ 0,1 -10 nano mét Màng lọc nano được thử nghiệm xử lý nước uống ở Trung Quốc và khử mặn nước ở Iran đòi hỏi ít năng lượng hơn phương pháp thẩm thấu ngược
Que nước trong lưới nano do Phòng thí nghiệm Seldon (Hoa Kỳ) sản xuất: Thiết bị lọc có hình dạng như cọng rơm sử dụng các ống nano cácbon đặt lên trên vật liệu
đẻo có lỗ Que nước làm sạch nước uống
Các bác sỹ ở châu Phi đang sử dụng mẫu que nước trong lưới nano và sản phẩm
cuối cùng sẽ được sản xuất ở các nước đang phát triển với chi phí thích hợp
Thiết bị lọc thông dụng do Công ty KX (Hoa Kỳ) sản xuất: Thiết bị lọc sử dụng
lớp sợi nano được chế tạo từ các polyme, nhựa thông, gốm và các vật liệu khác để
xử lý các chất ô nhiễm Thiết bị được chế tạo dành riêng cho hộ gia đình trong cộng đồng ở các nước đang phát triển sử dụng Các thiết bị lọc hiệu quả, dễ sử
dụng và không cần phải bảo dưỡng
Thiết bị lọc thuốc bảo vệ thực vật do Viện Công nghệ Ấn Độ ở Chennai và Công
ty TNHH Eureka Forbes (Án Ðộ) sản xuất: Thiết bị này sử dụng bạc nano để hút
Trang 20cấp nước ở Ấn Độ Thuốc bảo vệ thực vật thường tồn tại trong các nguồn cung cấp
nước của các nước đang phát triển Thiết bị lọc thuốc bảo vệ thực vật có thể cung
cấp cho mỗi hộ gia đình ở Án Độ 6000 lít nước sạch mỗi năm
* Ưu điểm
Với công nghệ lọc Nano, nước vẫn giữ lại được các thành phần khoáng tốt cho cơ thể, không sử dụng điện không lo những ngày hè nắng nóng mắt điện, không có nước thải không gây lãng phí nước, không có bình áp không mắt diện tích, phù hợp vớimọi không gian trong gia đình
* Nhược điểm
Công nghệ Nano do khe hở của vật liệu lọc quá nhỏ nên có thể gây tắc vật liệu lọc Điều này được khắc phục bằng cách vệ sinh vật liệu lọc Tuổi thọ của vật liệu lọc là 3-5
năm
Trang 21PHAN 2: GIAI QUYET VAN DE
2.1.TONG QUAN TAI LIEU
2.1.1.Hệ vỉ sinh vật trong nước
Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong các nguồn nước Sự phân bố của chúng hồn
tồn khơng đồng nhất mà rất khác nhau tuỳ thuộc vào đặc trưng của từng loại môi trường Các yếu tố môi trường quan trọng quyết định sự phân bố của vi sinh vật là hàm lượng
muối, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ và ánh sáng Nguồn nhiễm vi sinh vật cũng rất quan trọng
vì ngoài những nhóm chuyên sống ở nước ta còn có những nhóm nhiễm tù các môi trường
khác vào Ví dụ như từ đất, từ chất thải của người và động vật
Nước nguyên chất không phải là nguồn môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát
triển, vì nước nguyên chất không phải là môi trường giàu dinh dưỡng Trong nước có hoà tan nhiều chất hữu cơ và muối khoáng khác nhau Những chất hoà tan này rất thuận lợi cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển
e Vị sinh vật trong nước được đưa từ nhiều nguồn khác nhau:
- C6 thé tir dt do bụi bay lên, nguồn nước này chủ yếu bị nhiễm vi sinh vật trên bề
mặt
~_ Có thể do nước mưa sau khi chảy qua những vùng đất khác nhau cuôns theo nhiều
vi sinh vật nơi nước chảy qua
- _ Do nước ngầm hoặc nguồn nước khác qua những nơi nhiễm bản nghiêm trọng
Số lượng và thành phần vi sinh vat thay trong nước mang đặc trưng vùng đất bị
nhiễm mà nước chảy qua
Ở môi trường nước ngọt, đặc biệt là những nơi luôn có sự nhiễm khuẩn từ đất, hầu hết các nhóm vi sinh vật có trong đất đều có mặt trong nước, tuy nhiên với tỷ lệ khác biệt Nước ngầm và nước suối thường nghèo vi sinh vật nhất do ở những nơi này nghèo chất
dinh dưỡng Trong các suối có hàm lượng sắt cao thường chứa các vi khuẩn sắt như
Leptothrix ochracea Ở các suối chứa lưu huỳnh thường có mặt nhóm vi khuẩn lưu huỳnh màu lục hoặc màu tía Những nhóm này đều thuộc loại từ dưỡng hoá năng và quang năng Ở những suối nước nóng thường chỉ tồn tại các nhóm vi khuẩn ưa nhiệt như Leptothrix
thermalis
Trang 22
Ở ao, hồ và sông do hàm lượng chất dinh đưỡng cao hơn nước ngầm và suối nên số lượng và thành phần vi sinh vật phong phú hơn nhiều Ngoài những vi sinh vật tự đưỡng còn có rất nhiều các nhóm vi sinh vật di dưỡng có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ Hầu hết các nhóm vi sinh vật trong đất đều có mặt ở đây Ở những nơi bị nhiễm bản bởi
nước thải sinh hoạt còn có mặt các vi khuẩn đường ruột và các vi sinh vật gây bệnh khác
Tuy những vi khuẩn này chỉ sống trong nước một thời gian nhất định nhưng nguồn nước thải lại được đỗ vào thường xuyên nên lúc nào chúng cũng có mặt Đây chính là nguồn ô nhiễm vi sinh nguy hiểm đối với sức khoẻ con người
(a) (b)
Hình 2.1: (a) Anabaena sp hay còn gọi là vi khuẩn lam
(b) Vi khuẩn-Legionella
Ở những thuỷ vực có nguồn nước thải công nghiệp đô vào thì thành phần vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng theo các hướng khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất của nước thải
Những nguồn nước thải có chứa nhiều axit thường làm tiêu điệt các nhóm vi sinh vật ưa
trung tính có trong thuý vực
Tuy cũng là môi trường nước ngọt nhưng sự phân bố của vi sinh vật ở hồ và sông rất khác nhau Ở các hồ nghèo dinh dưỡng, tỷ lệ vi khuẩn có khả năng hình thành bào tử
thường cao hơn so với nhóm không có bào tử Ở các tầng hồ khác nhau sự phân bố của vi
A AL ALT aa aE IT TONE TOI NTA OT TE TPT SE
Trang 23sinh vật cũng khác nhau Ở tầng mặt nhiều ánh sáng hơn thường có những nhóm vi sinh vật tự dưỡng quang năng Dưới đáy hồ giàu chất hữu cơ thường có các nhóm vi khuẩn dị dưỡng phân giải chất hữu cơ Ở những tầng đáy có sự phân huỷ chất hữu cơ mạnh tiêu thụ nhiều ôxy tạo ra những vùng không có ôxy hoà tan thì chỉ có mặt nhóm ky khí bắt buộc không có khả năng tồn tại khi có oxy
Ở môi trường nước mặn bao gồm hồ nước mặn và biển, sự phân bố của vi sinh vật
khác hẳn so với môi trường nước ngọt do nồng độ muối ở những nơi này cao Tuỳ thuộc vào thành phần và nồng độ muối, thành phần và số lượng vi sinh vật cũng khác nhau rất
nhiều Tuy nhiên tất cả đều thuộc nhóm ưa mặn ít có mặt ở môi trường nước ngọt Có
những nhóm phát triển được ở những môi trường có nồng độ muối cao gọi là nhóm ưa
mặn cực đoan Nhóm này có mặt ở cả các ruộng muối và các thực phẩm ướp muối Đại
diện của nhóm này là Halobacterium có thể sống được ở dung dịnh muối bão hoà
Có những nhóm ưa mặn vừa phải sống ở nồng độ muối từ 5 đến 20%, nhóm ưa mặn yếu sống được ở nồng độ dưới 5% Ngoài ra có những nhóm chịu mặn sống được ở môi trường có nồng độ muối thấp, đồng thời cũng có thể sống ở môi trường nước ngọt
Các vi sinh vật sống trong môi trường nước mặn nói chung có khả năng sử dụng
chất dinh dưỡng có nồng độ rất thấp Chúng phát triển chậm hơn nhiều so với vi sinh vật
đất Chúng thường bám vào các hạt phù sa để sống Vi sinh vật ở biển thường thuộc nhóm ưa lạnh, có thể sống được ở nhiệt độ từ 0 đến 40C Chúng thường có khả năng chịu được áp lực lớn nhất là ở những vùng biển sâu
Nói chung các nhóm vi sinh vật sống ở các nguồn nước khác nhau rất đa dạng về hình thái cũng như hoạt tính sinh học Chúng tham gia vào việc chuyền hoá vật chất cũng như các vi sinh vật sống trong môi trường đất Ở trong môi trường nước cũng có mặt đầy đủ các nhóm tham gia vào các chu trình chuyền hoá các hợp chất cacbon, nitơ và các chất khoáng khác Mối quan hệ giữa các nhóm với nhau cũng rất phức tạp, cũng có các quan hệ ký sinh, cộng sinh, hỗ sinh, kháng sinh như trong môi trường đất Có quan điểm cho rằng vi sinh vật sống trong môi trường nước và đất đều có chung một nguồn gốc ban đầu Do quá trình sống trong những môi trường khác nhau mà chúng có những biến đổi thích
nghi Chỉ cần một tác nhân đột biến cũng có thể biến từ dang nay sang dạng khác do cơ
Roy pw : a + soe a, k sa : ~ : ALLA
thể và bộ máy di truyén cua vi sinh vat rat don gian so véi nhitng sinh vat bac cao
Trang 24
Ngày nay các nguồn nước, ngay cả nước ngầm và nước biển ở những mức độ khác
nhau đã bị ô nhiễm do các nguồn chất thải khác nhau Do đó khu hệ vi sinh vật bị ảnh hưởng rất nhiều và do đó khả năng tự làm sạch các nguồn nước do hoạt động phân giải
của vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng
2.1.2.Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước uống
QCVN 01:2009/BYT do Cục Y tế dự phòng và Môi trường biên soạn và được Bộ
trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư số: 04/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước uống của QCVN 01:2009/BYT VI Vi sinh vật 1 | Coliform tông số Vi 0 TCVN 6187 - 1,2/A khuan :1996 /100m (SO 9308 - 1,2 - I 1990) hoặc SMEWW 9222
2 |E.coli hoặc Coliform | Vi 0 TCVNó187 - 1,2 :|A
chịu nhiệt khuẩn 1996 /100m (SO 9308 - 1,2 - l 1990) hoặc SMEWW 9222
2.1.3.Sơ lược về vi sinh vật hiếu khí
Vi khuẩn hiếu khí là những vi khuẩn tăng trưởng và hình thành trong khuẩn lạc trong điều kiện có sự hiện diện của oxi phân tử
Trang 25
Hình 2.2: Khẩn lạc mọc trên môi trường PCA
Tổng số vi khuẩn hiếu khí hiện diện trong mẫu chỉ thị mức độ vệ sinh của thực phẩm Chỉ số này được xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên môi trường thạch
dinh dưỡng trong một lượng mẫu nhất định trên cơ sở xem một khuẩn lạc là sinh khối
phát triển từ một tế bào hiện diện trong mẫu 2.1.4.Sơ lược về Coliforms
Coliforms và Feacal coliforms (Coliforms phân) là nhóm các vi sinh vật dùng để chỉ thị khả năng có sự hiện diện cùa các vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm Hay nói cách khác Coliforms có nghĩa là các vi khuẩn có khả năng lên men sinh hơi trong khoảng 48 giờ khi được ủ ở 37°C trong môi trường Brilliant Green Lactose Bile Salt (BGBL)
Coliforms là nhóm trực khuẩn đường ruột Gram âm không sinh bào tử hiếu khí hoặc kị khí tùy nghi, có khả năng sinh acid, và sinh hơi do lên men Lactose ở 37°C trong vòng
24 giờ
Dựa vào nhiệt độ tăng trưởng Coljforms được chia thành hai nhóm nhỏ là Coljforms va Coliforms phân Coliforms phân được quan tâm nhiều hơn có nguồn gốc từ ruột người và các động vật nóng bao gồm các giống Escherichia với một loài duy nhất đó là E.coli, Klebsiella va Enterobacter
La a aaa aaa aa EE AS CAR GE EB a SR DAE OE ENS TT I TAT a STIG,
Trang 26Coliforms có nguồn gốc từ phân phát triển nhanh khoảng l6 giờ, trong môi trường
dinh dưỡng ở 44°C
Coliforms khéng cé nguén gốc từ phân, chúng có nguồn gốc thủy sinh hay từ đất
mọc nhanh ở 4°C trong 3-4 ngày trong 10°C trong 1 ngày Không mọc 6 41°C, 44°C tc
chế hoàn toàn
4 Đặc điểm sinh hóa
Coliforms có khả năng lên men sinh hơi trong môi trường BGBL Coljforms chịu nhiệt là những Coljorms có khả năng lên men Lactose sinh hơi trong môi trường EC.Coliforms phan (Feacal Coliforms hay E.coli gia định) Coljforms chịu nhiệt có khả năng sinh Indol trong môi trường Trypton Coliforms phan 1a mét thanh phan cua hé vi
sinh vật đường ruột ngưởi và các động vật máu nóng khác được chỉ thị mức độ vệ sinh
trong quá trình chế biến, bảo quản, vận chuyển thực phẩm cũng như nước uống Trong
thực tế Colijforms được quan tâm nhiều hơn đặc biệt là E.coli
Nhóm Coliforms gồm 4 giống đó là Escherichia với một loài duy nhất là E.coli,
Citrobacter, Klebsella, Enterobacter gồm (gồm 2 loài E.earobacter và E.cloacae) Bảng 2.2: Các pahnr ứng âm tính và dương tính của họ Coliform _ Phản ứng | Indol Metylred | Voges Proskauer Citrat | Escherichia | +(-) | + | - | Citrobacter | -(+) + - + —K iebsella |G) F7 = oo | "Enterobacter | -@)SOC:St*C*~StC<CSs*é‘i~ =
Ghi chú: + phản ứng đương tính, - phản ứng âm tính, (+) đa số phản ứng dương tính, (-)
đa số phân ứng âm tính
“ Vai trò của Coliforms trong thực phẩm
Nh6ém Coliforms hién dign rong rãi trong tự nhiên, trong ruột người và động vật
Coliforms được xem là nhóm vi sinh vật chỉ thị, số lượng hiện điện của chúng trong thực phẩm, nước hay các mẫu môi trường được dùng dé chi thị khả năng hiện diện của ác vi
sinh vật gây bệnh khác Nhiều nghiên cứu cho rằng chỉ số Coliforms của thực phẩm cao
Trang 27thì khả năng hiện diện của các vi sinh vật gây bệnh khác cũng cao Tuy nhiên, mối liên hệ
giữa vi sinh
2.1.5.Sơ lược về E coli
Escherichia coli(thuong được viết tắt là E.col) hay còn được gọi là vi khuẩn đại
tràng là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu
nóng (bao gồm chim và động vật có vú) Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa
thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột
Sự có mặt của E coii trong nước ngầm là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân
E coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae va thường được sử dụng làm sinh vật mô
hình cho các nghiên cứu về vi khuẩn
Hình 2.3: Hình ảnh Vì khuẩn Escherichia coli (E.coli )
Trang 28Escherichia coli con cé té goi 1a Bacteriam coli commue được ông Escherich phát hiện năm 1885 trong trường hợp tiêu chảy ở trẻ em
Đến nay người ta đã phát hiện 5 dòng E.coli có khả năng gây hại cho người và động
vật:
- EAEC ( Enteroaggregative E.coli), E.coli két tập ở ruột
- EHEC (Enterohemorrhagic E.coli), E.coli gây xuất huyết ở ruột - EPEC (Enteropathogenic E.coli), E.coli gây bệnh đường ruột
- ETEC (Enterotoxigenic E.coli), E.coli sinh độc tố ruột - EITEC (Enferoinvasive E.coli), E.coli xâm lẫn niêm mạt ruột
“ Tinh chat vi sinh hoc:
E.coli là trực khuẩn hình gậy ngắn, gram âm bắt màu hồng, kích thước dài ngắn tùy
thuộc vào môi trường nuôi cấy trung bình 2-3um x 0.5um, hai đầu tròn, có lông quanh tế
bào, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp thành chudi ngắn, đi động không hình thành nha bào
Trong bệnh phẫm có khi bắt màu lưỡng cực
% Đặc điểm sinh hóa
E.coli lên men sinh hơi đường glucose, manitol, lactose, galactose nhưng không sinh
hoi dudéng maltose, arabinose E.coli không lên men dextrin, glycogen, inositol, salisin, ít
khi lén men inulin, pectin
E.coli không sinh HS, không phân hủy đạm, hoàn nguyên Nitrate thành Nitrite Để phân biệt E.coli với kháng nguyên đường ruột khác, người ta sử dụng thử nghiệm IMViC E.coli cho kết quả IMViC là ++ hay -+
% Sức đề kháng
E.coli bi diệt ở nhiệt độ 55°C trong vong 1 gid, 60°C trong vòng 15-30 phút, các
chất sát trùng như phenic, formol có thể bị diệt trong 5 phút Đề kháng với sự sấy khô,
95% E.coli bj diét ở nhiệt độ dông lạnh trong trong 2 giờ
** Kháng nguyên
Trang 29
Vi khuẩn E.coli có cấu trúc kháng nguyên phức tạp Dựa vào tính chất kháng nguyên, người ta chia cá vi khuẩn cùng loại thành các tuýp huyết thanh(serotype) khác nhau
Kháng nguyên O (somatic antigen) là kháng nguyên chịu nhiệt, không bị hủy khi đun nóng 100°C trong 2 giờ, kháng cồn không bị hủy khi tiếp xúc với cồn 50°, bị hủy bởi formol 5%, rất độc chỉ cần 0.05mg đủ giết chết con chuột nhắt sau 24 giờ Được phân bố trong vách tế bào, bao gồm hỗn hợp lipid-polysaccharid-protein Lipid xác định độc tố colitoxin, polysaccharid xác định đặc thù của huyết thanh và protein mang tính kháng
nguyên Kháng nguyên O được chia làm 4 nhóm chính: O¡ Ôn, On, Ory, với trên 150 loại khác nhau , nó bám vào nhung mao ruột làm giảm sự hấp thụ
Kháng nguyên K (capsalar antigen) có bản chất là polysaccharid hay protein, chịu nhiệt kém ( dễ bị phá hủy ở 100°C trong 1 giờ) Có hơn 100 loại khác nhau và nằm ngoài
kháng nguyên O kháng nguyên giáp mô K giúp E.coli bám vào tế bào biểu mô trước khi
xâm lắn đường tiêu hóa hay đường tiết niệu
Kháng nguyên H (flagellar antigen) có trên 50 loại khác nhau, cấu tạo bởi protein và có tính chất không chịu nhiệt, bị hủy bởi cồn 50° và các proteinase không bị phân hủy bởi formol 5% Khi kháng nguyên H gặp kháng thể tương tự sẽ xảy ra hiện tượng ngưng kết
Khang ngyén F (fimbrial antigen) c6 dạng sợi, dài khoảng 4um, thang hay xoắn,
đường kính 2,1-7nm, giúp vi khuẩn bám vào tế bào niêm mạc ruột nên rất quan trọng trong khả năng gây bệnh của vi khuẩn
Hiện nay có hơn 700 tuýp huyết thanh của E.coli từ sự tổ hợp các nhóm kháng
nguyên O, H, K, H dựa vào đó, người ta có thể định danh vi khuẩn
% Độc tố
E.coli sinh ra các độc tố sau: -_ Nội độc tố: gồm 2 loại
+ Enterotoxin LT: không bền vững với nhiệt, trọng lượng phân tử 91,5 kDa, chia là 2 thành phần LTa và LTb, mang tính kháng nguyên LT gây hoạt hóa adennylcylase trong tế bào biểu mô ruột, làm tăng lượng AMP vòng do đó kích
Trang 30
thích bài tiết CT và Bicarbonate, ức chế tái hấp thụ Na”, hậu quả cuối cùng là tiêu chảy mất nước
+ Enterotoxin ST: bền với nhiệt gồm ta và STb không có tính kháng nguyên ST hoạt hóa fuanylcylase làm tăng GMP vòng dẫn đến kích thích bài tiết nước muối gây tiêu chảy
+ Ngoại độc tố: trọng lượng phân tử 70 KDa, mang tính kháng nguyên
s* Tình hình nhiễm
Các ô dịch trên gia súc và người gây ra bởi huyết thanh O157:H7, đã phát hiện đầu
tiên ở Mỹ vào năm 1982 Sau đó được ghi nhận ở một số nơi như: Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Nam Phi, Nhat, Uc , Đặc biệt là ở Nhật vào năm 1996 làm 10 ca tử vong và hơn 8000 ca bệnh
Ở các nước phát triển, có thể do sự hạn chế về trang thiết bị kỹ thuật trong chuẩn đoán nên làm một số người chết do ăn bánh mì kẹp thịt nấu chưa chín, do uống sữa chưa
được khữ trùng, có khi do uống rượu táo được chế biến từ táo bị nhiễm phân bò Ở châu
Âu và Bắc Mỹ dịch thường xảy ra vào mua hè, có thể do nhiều yếu tố gia tăng tiêu thụ
nước, sự nhiễm khuẫn cao hơn trong thịt bò
* Đặc điểm gây bệnh
Chúng tiết ra các độc tố tế bào (cytotoxin), cá dòng vi khuẩn này có một plasmid có
thể giúp chúng bám đính vào màng nhày của ruột, gây tiêu chảy không có máu hoặc có
máu và các hội chứng khác ở người
% Cơ chế gây bệnh
Để gây bệnh trước hết vi khuẩn phải bám dính vào tế bào nhung mao ruột bằng các
nhân tố xâm nhập, vi khuẩn bám dính vào lớp tế bào biểu mô của thành ruột ở đây chúng phát triển và nhân lên làm phá hủy các lớp tế bào biểu mô gây viêm ruột đồng thời sản sinh độc tố đường ruột enterotoxin gồm yếu tố chịu nhiệt (ST) làm tăng tính thẩm xuất
của tế bào thành ruột và phá hủy tế bào, yếu tố không chịu nhiệt (LT) sẽ tác động vào quá
trình rao đổi muối, nước làm rối loạn chu trình này
Nước từ cơ thể chảy vào ống ruột làm căng ruột, cùng với khí do lên men ở ruột gây nên một tác động co học làm nhu động ruột day nước và thức ăn gây nên hiện tượng tiêu
Trang 31
chảy Sau khi phát triển ở thành ruột, chúng vào hệ bạch huyết , đến hệ tuần hoàn gây
nhiễm trùng máu Từ hệ thống tuần hoàn chúng theo các vi quản đến các tổ chức cơ quan, ở đây chúng lại phát triển và nhân lên lần thứ hai Chúng phá hủy tế bào tổ chức gây viêm và sản sinh ra độc tố toxogenic và verotoxin phá hủy tế bào tổ chức gây tụ huyết và xuất huyết
Triệu chứng trúng độc
E.coli là vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy phổ biến nhất, đặc biệt là ở trẻ em Đường lây
nhiễm chủ yếu qua đường tiêu hóa do sử dụng nguồn nước và ăn phải thức ăn bị ô nhiễm
có chứ lượng lớn vi khuẩn E.coli
sau khi dùng thực phẩm bị nhiễm E.coli thì trong vòng 4-48 giờ sẽ có các triệu chứng như đau bụng, đi ngoài phân lỏng từ 5-15 lần/ngày có lẫn máu trong phân, đôi khi
buồn nôn Nếu không được cấp cứu, xử lý kịp thời sẽ mất nước, diện giải, rỗi loạn thân
nhiệt, hạ huyết áp và có thể tử vong
s* Phòng ngừa
E.coli gầy bệnh theo phân ra ngoài và phát tán trong đất, nước, khơng khí Ngồi ra, bệnh có thể lây từ người sang người do tay bân, thực phẩm và nước uống bị nhiễm do đó,
bệnh có thể lây thành dịch, đặc biệt là ở nhà trẻ, khoa nhi của bệnh viện và người già
Vì vậy phòng bênh hơn chữa bệnh, tuân thủ nghiêm ngặt quy định vệ sinh, không
nên ăn những loại thực phẩm không đảm bảo chất lượng, đặc biệt sản phẩm thịt chưa nấu chín
Trang 32
2.1.6.Sơ lược cấu tạo máy lọc nước
SO DO CAU TẠO MÁY LỌC NƯỚC NÓNG LẠNH
Mạch điện điều khiển UV Đình chứa nước nóng Vời Nóng 100% Vòi lạnh 8 - 10°C
Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo máy lọc nước nóng lạnh Cây nước nóng lạnh trực tiếp có hai loại: đứng, cao với dung tích tạo nước nóng lạnh bên trong từ 2 - 3 lít, có vòi lấy nước phù hợp tầm tay người sử dụng Loại đứng có
thêm ngăn làm lạnh được tiệt trùng bằng ozone hoặc bộ lọc nước Phía trên cây nước bố
trí cơ cấu để lắp bình nước uống tiêu chuẩn 20 lít Còn loại thấp chỉ là một bộ phận nén
làm nước nóng lạnh trực tiếp, không có những chức năng lọc nước hoặc tiệt trùng, phải
đặt lên bàn hoặc lên giá để tránh bụi bản
Các bộ phận chính của cây nước gồm hệ thống bình đựng nước lạnh và nước nóng Các bình này làm bằng kim loại có dung tích thường nhỏ hơn 1 lít, được bọc xốp cách
nhiệt để tránh tổn thất nhiệt ra môi trường Các bình được nối với chai cung cấp nước từ
phía dưới và nối với vòi rót nước từ phía trên để đảm bảo trong bình luôn đầy nước
Bình nước nóng có bố trí thanh đun điện công suất khoảng 500W và có rơle để
khống chế nhiệt độ nước từ 90 — 95°C, Nhiệt độ nước dưới 90°C thi role bật thanh đun và
Trang 33khi nhiệt độ nước quá 90°C thì rơle ngắt thanh đun Ở đây còn được bố trí rơle thứ 2 để
bảo vệ thanh đun khi nhiệt độ thanh đun quá cao
Bình nước lạnh có bố trí một ống xoắn làm lạnh nước Để làm lạnh nước phải có
một hệ thống lạnh tương tự như tủ lạnh gdm bléc, dan ngưng, dàn bay hơi và ống mao Tuy nhiên, hệ thống lạnh ở đây có vài điểm khác biệt là blếc nhỏ hơn, dàn bay hơi là dạng ống xoắn đề làm lạnh nước
Đề khống chế nhiệt độ nước lạnh từ 6-10°C, nhà sản xuất bố trí một rơle nhiệt đóng
ngắt máy nén Khi nhiệt độ nước đạt 6°C, rơle ngắt và khi nhiệt độ nước vuot 10°C thi rơle đóng
Để đề phòng nước trong bình bị đóng băng gây vỡ bình, khi rơle nhiệt độ không
ngắt do hỏng, nhà sản xuất bố trí thêm rơle thứ 2 để bảo vệ, ngắt nguồn khi nhiệt độ nước
xuống quá thấp Năng suất làm lạnh nước khoảng 11íth
2.2.PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG VI SINH
2.2.1.Định lượng vi sinh vật hiếu khớ
đâ Mụi trng v hoỏ chất
- M6@i truéng su dung 1a Plate Count Agar (PCA) c6 pH 7,0 + 0,2 Méi trường được pha chế , phân phối Vào trong các bình thuỷ tinh hay trong các ống nghiệm và hap khử trùng ở 1210C trong 15 phút Các bình hoặc ống nghiệm chứa môi trường
chưa sử dụng được bảo quản trong tủ lạnh 2-80C Trước khi sử dụng môi trường
phải được đun chảy và làm nguội 450C trong bể điều nhiệt Ngồi mơi trường trên,
còn có thể sử dụng cả môi trường khác như Tryptose Glucose Agar, Nutrient A gar - Dung dịch nước muối pepton SPW (Saline Pepton Water) dùng pha loãng chứa
8,5g NaCl va lg pepton trong 100ml nước Dung dịch này được chứa trong các
bình chứa 0,5-1,0 lít, hấp khử trùng và được phân phối thành các thể tích chính xác
9ml vào trong các ống nghiệm vơ trùng ® Quy trình phân tích
s* Chuẩn bị mẫu nước trước khi phân tích
Trước khi tiến hành phân tích, thực hiện việc đồng nhất mẫu như sau : đối với mẫu
dạng rắn dùng các dụng cụ như kéo, kẹp đã được khử trùng cân chính xác 10g (hay 25g)
Trang 34
mẫu vào trong bao PE Tất cả thao tác tiếp theo cần phải tiến hành trong điều kiện vô
trùng Thêm vào lượng mẫu nay 90ml (hay 225ml) dung dich pha loãng SPW Thực hiện đồng nhất mẫu bằng mấy dập mẫu (stomacher) Thời gian dập mẫu phụ thuộc vào tính chất cơ lý của mẫu, nhưng không quá 2,5 phút Trong trường hợp không có máy dập mẫu thực hiện thao tác đồng nhất mẫu như sau : xát nhuyễn mẫu trong điều kiện vô trùng Cân
chính xác trong điều kiện vô trùng (225ml) nước SPW đã được hấp khử trùng Lắc đều trong một thời gian nhất định (ft nhất là 2 phút) Đối với mẫu dạng lỏng, hút 10ml (hoặc
25m]) cho vào bình tam giác chứa 90ml (hay 225ml) nước SPW đã được hấp khử trùng, lắc đều Sau khi được làm đồng nhất bằng một trong các phương pháp như trên, dung dịch mẫu thu được có độ pha loãng là 10 lần so với ban đầu
Dịch mẫu đồng nhất được tiếp tục pha loãng theo day thập phân bằng cách dùng pipet vô trùng (hoặc pipetman với đầu típ vô trùng) chuyển 1ml dịch mẫu vào ống nghiệm chứa 9ml dung dịch pha loãng Trộn mẫu trong ống nghiệm cho đồng nhất bằng máy rung
(vortex) hay dùng pipet hút đảo dịch mẫu lên xuống 5-10 lần Dung địch mẫu này có độ
pha loãng là 10-2 Sau đó sử dụng cùng pipet hoặc pipetman có đầu tip chuyển 1ml dich mâñ này vào ống nghiệm thứ 2 chứa dung dịch pha loãng và thao tác tương tự để có dịch
mẫu với độ pha loãng 10-3 Tiếp tục thực hiện tương tự để có các độ pha loãng thập phân
theo cho đến độ pha loãng cần thiết Lưu ý nếu pipet hoặc đầu tip pipetman nguy co bi nhiễm trong quá trình thao tác (chạm tay, chạm mặt ngoài ống nghiệm, mặt ngoài bình
Trang 35* Cấy mẫu
Chọn 2 hay 3 độ pha loãng liên tiếp dự kiến chứa 25-250 tế bào vi sinh Vật trong Iml dé cay lên đĩa petri Dùng pipet vô trùng hoặc pipetman với đầu típ vô trùng chuyển Im] dich mẫu pha loãng đã chọn vào giữa đĩa petri vô trùng Tương ứng với mỗi độ pha
loãng cấy ít nhất 2-3 đĩa (tức là thực hiện 2-3 lần lặp lại) Sau khi cấy đỗ vào mỗi đĩa 10- 15 ml môi trường PCA đã được đun chảy và ổn định ở 450C Trộn đều dịch mẫu với môi
trường bằng cách xoay tròn đĩa petri xuôi và ngược chiều kim đồng hồ, mỗi chiều 3-5 lần ngay sau khi đồ môi trường Đặt các đĩa trên mặt phẳng ngang cho thạch đông đặc Lật
ngược và ủ các đĩa trong tủ ấm ở nhiệt độ 30 +10oC trong 72 giờ Nhiệt độ và thời gian ủ
có thể thay đổi theo quy định của tiêu chun
đâ _ Cỏch tớnh kt quả
Đếm tắt cả số các khuẩn lạc xuất hiện trên các đĩa sau khi ủ Chọn các đĩa có số đếm
từ 25-250 để tính kết quả Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí trong 1g hay 1ml mẫu được tính như sau : Nv N hay CFU/ml) = —_— A (CFU/g hay )” mWf.+ + NVI, nVf,+ +nVf, - Trong dé:
+ A: số tế bào (đơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 1g hay Iml mẫu
+_N: tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa đã chọn
+_ Ni: số lượng đĩa cấy tại độ pha loãng thứ i
+ V: thể tích dich mau (ml) cay vào trong mỗi đĩa + _Fi: độ pha loãng tương ứng
Ví dụ : trong | trường hợp phân tích 1g mẫu cụ thể nhận được kết quả như sau :
Nông độ phaloãng 10° 10% Kết quả Dial 235 26
Trang 36
Đĩa2 246 21 A =2,4x105(CFU/g)
Các kết quả tổng số vi khuẩn hiếu khí thường được biểu diễn dưới dạng số mũ của
cơ số thập phân Trường hợp có khuẩn lạc vi sinh vật mọc loang, mỗi vết loang được tính
là một khuẩn lạc Nếu số khuẩn lạc chiếm hơn 1/3 đĩa thì phải ghi nhận điều này và đánh
dấu kết quả nhận được Nếu ở độ pha loãng cao nhất, số khuẩn lạc đếm được trên đĩa >
250, ví dụ ở nồng độ 10-5 số đếm được lớn hơn 250, kết quả được ghi : >2,5 x107 CFU/g
Nếu ở độ pha loãng thấp nhất, số khuẩn lạc đếm được trên 1 đĩa < 25, ví dụ ở nồng độ 10-
1 số đếm nhỏ hơn 25, kết quả được ghỉ : < 2,5 x 102 CFU/g
Quy trình định lượng tổng vi khuẩn hiếu khí trong thực phẩm được tóm tắt
Chuan bi dich đồng nhất hoặc pha loãng mẫu
để có độ pha loãng 101, 102,103
|
Chon 2 nong độ pha loãng thích hợp, chuyển
1ml mẫu vào đãi petri vô trùng
|
Rót vào mỗi đĩa 10-15ml môi trường PCA đã
được làm nguội đến 45°C, lắc cho mẫu phân
tán đều vào môi trường, ủ 6 30°C trong 72 giờ
J
Chọn các đĩa có số khuẩn lạc trong khoảng
25-250 khuẩn lạc/đĩa dé đếm
I
Tinh két qua: téng vi sinh vật hiểu khí trong
Trang 37Phương pháp màng lọc (MF) được giới thiệu vào cuối những năm 1950 đã khắc phục những hạn chế của kỹ thuật (MPN) để phân tích vi sinh trong nước Phương pháp ME có lợi thế là định lượng riêng biệt từng loài vsv khác nhau, trong khi kỹ thuật MPN
chỉ cho thấy sự hiện diện hay không gần đúng của một nhóm vsv hoặc sinh vật (được
chỉ định bởi độ đục trong ống nghiệm) Kỹ thuật ME đã được công nhận bởi Cơ quan
bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (viết tắc: the US.EPA) để kiểm nghiệm vi sinh nước uống
trong ấn bản thứ 11 của phương pháp chuẩn cho Kiểm tra nước và nước thải Trong xuất bản năm 1978,Microbiological Methods for Monitoring the Environment (phương pháp vi sinh để giấm sát môi trường), Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US.Environmental Protection Agency) nói rằng các kỹ thuật MF thích hợp phân tích các mẫu nước bởi vì nó cho phép phân tích các mẫu lớn hơn trong thời gian ít hơn
Phương pháp này có thể nuôi cấy giấy lọc đã lọc dịch pha loãng mẫu vật Phương pháp
màng lọc (membrane filter) dùng một thiết bị lọc đặc biệt đặt vừa một giấy lọc hình tròn
có các lỗ nhỏ hơn kích thước vi khuẩn và các vi sinh vật khác Sau khi lọc đặt giấy lọc
Trang 38Phương pháp này thích hợp để sử dụng phân tích vi sinh vật trong nước Có thể dùng
các môi trường khác nhau thích hợp với các nhóm vi sinh vật khác nhau
Hình 2.8 : Các loại khuẩn lạc mọc trên màng lọc
Các loại khuẩn lạc mọc trên màng lọc Theo sách của Prescott,Harley và Klein
(2005) (a)- Tống số vi khuẩn mọc trên môi trường tiêu chuẩn, Dùng chỉ thị màu để
nhuộm đỏ khuẩn lạc cho dễ điểm; (b)- Dùng môi trường thích hợp để kiểm tra nhóm vi
khuẩn coliform có nguồn gốc từ phân (khuẩn lạc bắt màu xanh);(c)- Dùng môi trường
thạch m-Endo để xác định vi khuẩn E.coli và các Coliform khác- khuẩn lạc có màu lục;(d)- Nắm sợi và nắm men mọc trên môi trường Thạch - Mạch nha
% Ưu điểm:
" Cho phép thử nghiệm khối lượng mẫu lớn
“ Giảm thời gian chuẩn bị
“_ Cho phép phân tích những mẫu có hàm lượng vi sinh vật thấp, mà các phương pháp
khác không thực hiện được
" Có thể phân tích trong nhiều môi trường khác nhau để đánh giá sự hiện của các vsv khác nhau trong mẫu
$fQfittiitiioggigisapsounndnntnintiiontniiigiENI014585822504E189i0006180i0xgi0IoSiESETNEBIRSSBIESUNNNIESNIDQEDEESEOSPENEDNĐ990797090N9929607250550G0)0072T50TITXEOEEESEESE2ES2SETETSSPEN
Trang 393.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1.Địa điểm lấy mẫu
Sơ đồ trường đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM = ——— se Hình 3.1: Bảng đồ trường đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM
Sơ đồ bố trí các máy lọc nước trong trường
e Khu trung tâm: gồm 8 máy, trong đó khu A2-A3 có 4 máy(TT1, TT2, TT3, T14),
khu A4-A5 có 4 máy(TT5, TTó, TT7, TT8) - (mỗi tang 1 máy)
© Khu A: gồm 6 máy, trong đó khu A11 dọc hành lang tầng 1 có 3 máy(A1, A2, A3),
tầng 2 có 1 máy (A4), tầng 3 có một máy (A6), khu A7 tầng 2 có 1 máy (A5)
® Khu B: có 3 máy, dọc hành lang tầng 1 có 2 máy (B1, B2), đầu cầu thang tầng 2 có
1 máy (B3)
®_ KhuC: có 5 máy (C1, C2, C3, C4, C5), mỗi tầng một máy