Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện lưu trữ nước cấp đến hàm lượng các hợp chất nitơ và vi sinh vật phân giải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Thu Hoài Nguyễn Thị Thu Hoài NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN LƢU TRỮ NƢỚC ĐẾN HÀM LƢỢNG NGHIÊN CỨU ẢNHCẤP HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CÁCLƢU HỢPTRỮ CHẤT NITƠ CẤP VÀ VI SINH VẬT CHUYỂN NƢỚC ĐẾN HÀM LƢỢNG HÓA CÁC HỢP CHẤT NITƠ VÀ VI SINH VẬT PHÂN GIẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2017 Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hà Nội – 2017 Nguyễn Thị Thu Hoài NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN LƢU TRỮ NƢỚC CẤP ĐẾN HÀM LƢỢNG CÁC HỢP CHẤT NITƠ VÀ VI SINH VẬT PHÂN GIẢI Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đồng Kim Loan TS Lê Thị Hoàng Oanh Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơixincamđoanđâylàcơngtrìnhnghiêncứucủariêngtơi.Các nêutrongluậnvănlàtrungthựcvà chƣa số liệu,kếtquả đƣợcaicơngbốtrongbất kỳcơngtrìnhnghiêncứunàokhác Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thu Hồi LỜI CẢM ƠN Đểhồnthànhluậnvănnày,tácgiảđãnhậnđƣợcsựgiúpđỡtậntìnhcủa PGS.TS.Đồng Kim LoanvàTS.Lê Thị Hoàng Oanh,những ngƣờithầyđãtrực tiếp hƣớngdẫnvàchỉdẫnnhữngđịnh hƣớngnghiên cứu,kiếnthứcchunmơn,và hơnhếtlàtruyềnchotácgiảlịngđammêkhoahọcvàtinhthầntựgiáctronghọc tậpnghiêncứu.Tácgiảxinchânthànhbàytỏlịngbiếtơnsâusắcvềsựgiúpđỡ qbáunàyvớicácthầy,những ngƣờiđã hết lịnggiúpđỡvà tạomọiđiềukiệntốt nhấtđể tácgiả họctập,nghiêncứuvà hồnthànhluận văn Tácgiảxinbàytỏlịngcảmơntớicácthầy,cơvàtậpthểcánbộ KhoaMơi trƣờngĐạihọcKhoahọcTựnhiênHàNội trƣờng đãđónggópnhững ýkiếnchânthành,bổíchđểgiúptácgiảnghiêncứuvàhồn thànhluậnvăn TácgiảxinbàytỏlịngcảmơnsâusắcđếntậpthểcánbộPhịngthínghiệm CEMM – khoa Mơi trƣờng, trƣờng ĐạihọcKhoa họcTựnhiên Nộiđãgiúpđỡvàtạođiềukiệntốtnhấtchotácgiảtrongqtrìnhthựchiệnlấy Hà mẫuvà phântíchmẫumơi trƣờng,để tácgiảcó thểhồnthiệntốtluận văn Tácgiảcũngxingửilờicảmơntới học viên nơi tác giả học tập, giúp đỡ đóng góp ý kiến cho tác giả suốtthờigian họctập nghiêncứuđể hồnthànhluận vănnày Cuốicùng,tácgiảxingửilờicảmơntớinhững đình,đãlnởbêncạnh vàđộng ngƣờithânutronggia viêntácgiảcảvềvậtchấtvàtinhthầnđểtácgiả vữngtâmhồnthànhluậnvăncủamình Tácgiả xinbàytỏlịngbiếtơnsâusắcvề tấtcả giúpđỡqbáunày! Tác giả luận văn MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CÁC TỪ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Chƣơng TỔNG QUAN .3 1.1 Nguyên nhân tồn hợp chất nitơ nƣớc cấp 1.2 Độc tính hợp chất nitơ nƣớc .4 1.3 Sự chuyển hóa hợp chất nitơ nƣớc nhờ vi sinh vật 1.4 Hiện trạng nhiễm hợp chất nitơ nguồn nƣớc cấp nƣớc cấp sinh hoạt Việt Nam 10 1.5 Tình hình nghiên cứu q trình chuyển hóa hợp chất nitơ nƣớc cấp sinh hoạt 13 1.6 Tổng quan hình thức lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt .14 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 18 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập, tổng quan tài liệu 19 2.2.2 Phƣơng pháp thực nghiệm 19 2.2.3 Phƣơng pháp phân tích 23 2.2.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu 25 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .26 3.1 Kết biến đổi số yếu tố vi môi trƣờng điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt 25 3.2 Kết biến đổi vi sinh vật chuyển hóa điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt 29 3.3 Kết biến đổi hợp chất nitơ điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt36 3.4 Thảo luận biến đổi hợp chất nitơ vi sinh vật chuyển hóa điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt… 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 PHỤ LỤC 68 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Giới hạn cho phép hàm lƣợng amoni, nitrit nitrat nƣớc Bảng 1.2 Loại dụng cụ chứa nƣớc số địa phƣơng 15 Bảng 3.1 Tỷ lệ nitơ tạo hay tác động tổng hợp trình chuyển hóa nitơ điều kiện xáo trộn thống khí (bể B1) 47 Bảng 3.2 Tỷ lệ nitơ tạo hay tác động tổng hợp q trình chuyển hóa nitơ điều kiện kín khí (bể B2) 48 Bảng 3.3 Tỷ lệ nitơ tạo hay tác động tổng hợp trình chuyển hóa nitơ điều kiện tĩnh, hở (bể B3) 49 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Địa điểm đặt thiết bị nghiên cứu 17 Hình 2.2 Bể lƣu trữ nƣớc sử dụng trình nghiên cứu 19 Hình 2.3 Bể nghiên cứu điều kiện xáo trộn thống khí 20 Hình 2.4 Bể nghiên cứu điều kiện kín khí 21 Hình 2.5 Bể nghiên cứu điều kiện tĩnh, hở 22 Hình 3.1 Biến động nhiệt độ bể nghiên cứu 25 Hình 3.2 Biến động pH bể nghiên cứu 26 Hình 3.3 Biến động DO bể nghiên cứu 27 Hình 3.4 Biến thiên mật độ vi khuẩn amon hóa 29 Hình 3.5 Biến thiên mật độ vi khuẩn AOB 31 Hình 3.6 Biến thiên mật độ vi khuẩn Azotobacter 33 Hình 3.7 Biến thiên mật độ vi khuẩn Clostridium 34 Hình 3.8 Biến thiên mật độ vi khuẩn khử nitrat 35 Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ NH4+-N bể nghiên cứu… .37 Hình 3.10 Sự thay đổi nồng độ NO2 N bể nghiên cứu… .38 Hình 3.11 Sự thay đổi nồng độ NO3 N bể nghiên cứu… 40 Hình 3.12 Sự thay đổi nồng độ N - hữu bể nghiên cứu 41 Hình 3.13 Sự thay đổi nồng độ N tổng bể nghiên cứu… 43 Hình 3.14 Sự biến thiên nồng độ nitơ tổng mật độ vi khuẩn khử nitrat, Azotobacter,Clostridium điều kiện lƣu trữ xáo trộn thống khí 44 Hình 3.15 Sự biến thiên nồng độ nitơ tổng mật độ vi khuẩn khử nitrat, Azotobacter, Clostridium điều kiện lƣu trữ kín khí 45 Hình 3.16 Sự biến thiên nồng độ nitơ tổng mật độ vi khuẩn khử nitrat, Azotobacter, Clostridium điều kiện lƣu trữ tĩnh hở .45 Hình 3.17.Sự biến đổi hàm lƣợng vi sinh vật yếu tố ảnh hƣởng điều kiện xáo trộn thống khí – B1… 50 Hình 3.18 Sự biến đổi hợp chất nitơ số tiêu hóa học khác điều kiện xáo trộn thống khí – B1… 51 Hình 3.19 Sự biến đổi hàm lƣợng vi sinh vật yếu tố ảnh hƣởng điều kiện kín khí – B2 54 Hình 3.20 Sự biến đổi hợp chất nitơ số tiêu hóa học khác điều kiện kín khí – B2 55 Hình 3.21 Sự biến đổi hàm lƣợng vi sinh vật yếu tố ảnh hƣởng điều kiện tĩnh, hở – B3… 58 Hình 3.22 Sự biến đổi hợp chất nitơ số tiêu hóa học khác điều kiện tĩnh, hở – B3 58 DANH MỤC CÁC TỪ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Giải thích Tiếng Việt Tiếng Anh STT Ký hiệu AOB Anammox BTNMT BYT Bộ Y tế COD Nhu cầu ơxy hố học Chemical oxigen demand DO Oxihòatan Dissolved Oxigen MPN Số lƣợng chắn Most probable number NOB Vi khuẩn oxi hóa nitrit Nitrite-oxidizingbacteria QCVN Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia 10 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Vi khuẩn oxi hóa amoni Q trình oxi hóa amoni nitrit điều kiện kỵ khí Ammonia-oxidizing bacteria AnaerobicAmmoniumOxidation Bộ Tài nguyên Mơi trƣờng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nƣớc có vai trị quan trọng việc bảo vệ chăm sóc sức khỏe cộng đồng.Các nguồn nƣớc đƣợc sử dụng chủ yếu nƣớc mặt nƣớc ngầm qua xử lý sử dụng trực tiếp Phần lớn chúng bị ô nhiễm tạp chất với thành phần mức độ khác tùy thuộc vào điều kiện địa lý, đặc thù sản xuất, sinh hoạt vùng phụ thuộc vào địa hình mà chảy qua hay vị trí tích tụ Ngày ngay, với phát triển cơng nghiệp, q trình thị hóa bùng nổ dân số làm cho nguồn nƣớc tự nhiên ngày cạn kiệt ô nhiễm.Hoạt động nông nghiệp sử dụng loại phân bón diện rộng, loại nƣớc thải công nghiệp, sinh hoạt giàu hợp chất nitơ thải vào môi trƣờng làm cho nƣớc nguồn nƣớc ngầm ngày bị ô nhiễm nghiêm trọng mà chủ yếu nhiễm amoni Theo khảo sát nhà khoa học, phần lớn nƣớc ngầm vùng đồng Bắc Bộ nhƣ Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Hải Dƣơng bị nhiễm amoni (NH4+) nặng, vƣợt tiêu chuẩn nhiều lần Tại tỉnh Đồng Bắc Bộ, đặc biệt Hà Nội, xác suất nguồn nƣớc ngầm nhiễm amoni nồng độ cao tiêu chuẩn (3mg/L) khoảng 70-80% Ngồi amoni, khơng nguồn nƣớc chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ ơxy hóa có nguồn đạt tới 30-40 mgO/L [21].Số liệu quan trắc quốc gia Liên đoàn Địa chất thuỷ văn - Địa chất cơng trình miền Bắc quản lý Phịng Kiểm tra chất lƣợng Cơng ty Kinh doanh nƣớc Hà Nội khẳng định nhiều vùng nƣớc ngầm nhiễm amoni mức độ khác nhau, nặng phía Nam thành phố Hà Nội [9] Trong thực tế, cịn có số nguồn nƣớc cấp cho sinh hoạt có hàm lƣợng amoni cao Nhƣ vậy, tình trạng nhiễm bẩn amoni hợp chất hữu nƣớc ngầm nƣớc cấp sinh hoạt Đồng Bắc Bộ nói chung Hà Nội nói riêng đến mức báo động, ảnh hƣởng không nhỏ đến sức khỏe ngƣời Vấn đề ô nhiễm amoni nguồn nƣớc ngầm, nƣớc cấp nhà máy nƣớc sinh hoạt hộ gia đình khu vực Hà Nội đƣợc số tác giả nghiên cứu công bố[1,3, 9, 18]; đặc biệt quan trọng nguy tái nhiễm bẩn nguồn nƣớc sinh hoạt thiết bị lƣu trữ Amoni (NH 4+) tiêu cảm quan, nhiên trình khai thác, xử lý, lƣu trữ, amoni đƣợc chuyển hóa phần thành nitrit nitrat chuyển hóa thành nitroamin, chất có khả gây ung thƣ Hàm lƣợng nitrit nitrat nƣớc uống cao vấn đề đáng quan tâm, chúng nguồn gốc gây bệnh methemoglobin - huyết cho trẻ sơ sinh ngƣời lớn.Nó làm cho da trẻ sơ sinh có màu xanh xỉn, gây kích thích, mê thể nặng Nếu không đƣợc điều trị kịp thời dẫn đến tử vong mà ngƣời ta gọi hội chứng Blue Syndrome hay gọi tắt BBS Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện lưu trữ nước cấp đến hàm lượng hợp chất nitơ vi sinh vật phân giải”nhằm xác định có mặt vi sinh vật thay đổi nồng độ hợp chất nitơ nƣớc cấp điều kiện lƣu trữ nƣớc sinh hoạt khác nhau.Đây sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp kh ắc phục khả gây đôc nồ ng đô ̣ tổ ng NO vƣơt - + NO3- quá ngƣỡng cho phép nƣớc ăn uống sinh hoạt trƣờng hợp nguồn nƣớc cấ p sinh hoaṭ có nồ ng đô ̣ amoni cao Mục tiêu đề tài Xác định ảnh hƣởng điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp đến hàm lƣợng hợp chất nitơ vi sinh vật chuyển hóa Nội dung nghiên cứu - Khảo sát diễn biến số yếu tốvi môi trƣờng (nhiệt độ, pH, DO)trong điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt có nồng độ amoni cao - Nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt khác đến có mặt mật độ vi sinh vật chuyển hóa reduction in tropical estu- aries, Limnology and Oceanography, 56, pp 279291 29 Dalsgaard, T., and Thamdrup, B (2002), Factors controlling anaerobic ammonium oxidation with nitrite in marine sediments, Applied and Environmental Microbiology, 68, pp 3802-3808 30 Ehrlich, G G., (1975), Water quality: Analytical Methods - "Nitrifying bacteria (most probable number, MPN, method)" in: quality of water branch technical memorandum, Pickering, R J., 13(75) 31 Emerson, K., R.E Lund, R.V Thurston and R.C Russo (1975), Aqueous ammonia equilibrium calculations: effect of pH and temperature, J Fish Res Board Can, 32, pp 2379-2383 32 Feben, D (1935), Nitrifying bacteria in water supplies, J Am Water Works Assoc, 27, pp 439-447 33 Grady, C.P.L, Jr., and H.C Lim (1980), Biological Wastewater Treatment, Marcel Dekker, NY 34 Hago Mohammed Abdelmagid (1980), Factors affecting nitrogen mineralization and nitrate reduction in soils, Iowa State University 35 HAWACO, Hanoi Water Limited Company (2011), Construction and development of water supply sector Hanoi, (Original in Vietnamese, Xay dung va phat trien nganh cap nuoc Ha Noi), Hanoi: HAWACO 36 Kirmeyer, Gregory J., Lee H Odell, Joe Jacangelo, Andrzej Wilczak and Roy Wolfe (1995), Nitrification Occurrence and Control in Chloraminated Water Systems, Denver, Colo.: AwwaRF and AWWA 37 Knowles, G., Downing, A.L., Barrett, M.J (1965), Determination of kinetic constants for nitrifying bacteria in mixed culture with the aid of an electronic computer, J Gen Microbiol, 38, pp 263–278 38 Knowles, R (1982), Denitrification, Microbiol Rev., pp 46-43 39 Larson, T E (1939), Bacteria, corrosion and red water, J Am Water Works Assoc, 31, pp 1186-1196 40 Manitoba Conservation and Water Stewardship (2014), Canadian Standards Association (CSA) B126 Series-13 on water cisterns, Water Storage Tanks 41 Olimpia Pepe, Valeria Ventorino, Giuseppe Blaiotta (2013), Dynamic of functional microbial groups during mesophilic composting of agro- industrial wastes and free-living (N2)-fixing bacteria application, Waste Management 42 John M Regan, Gregory W Harrington, and Daniel R Noguera Department of Civil and Environmental Engineering, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wisconsin, pp 53706-1691 43 Jörg Schullehner, Leslie Stayner and Birgitte Hansen(2017), ―Nitrate, Nitrite, and Ammonium Variability in rinking Water Distribution Systems‖, Int J Environ Res Public Health, 14, 276 44 John M Regan, Gregory W Harrington, and Daniel R Noguera (2001), Ammonia- and Nitrite-Oxidizing Bacterial Communities in a Pilot-Scale Chloraminated Drinking Water Distribution System Department of Civil and Environmental Engineering, University of Wisconsin—Madison 45 Magee P N and Barness J M(1967), ―Carcinogenic nitroso compounds‖, Advances in Cancer Research 10, pp 163-168 46 Royl.Wolfe, Nancy i Lieu, George Izaguirre and Edward G Means (1989), Ammonia-Oxidizing Bacteria in a Chloraminated Distribution System: Seasonal Occurrence, Distribution, and Disinfection Resistance Metropolitan Water District of Southern California 47 Skadsen, J and Larry Sanford (1996), The Effectiveness of High pH for Control of Nitrification and the Impact of Ozone on Nitrification Control, In Proc 1996 AWWA Water Quality Technology Conference, Boston, Mass.: AWWA 48 Tang, Y N., Zhou, C., Ziv-El, M., Rittmann, B E (2011), A pH - control model for heterotrophic and hydrogen - based autotrophic denitrification, Water Res, 45, pp 232-240 49 Wolfe, R L., E G Means III, M K Davis, and S E Barrett (1988),―Biological nitrification in covered reservoirs containing chloraminated water‖, J Am Water Works Assoc, 80(9), pp 109- 114 50 Watson, S.W., F.W Valos, and J.B Waterbury (1981.), The Family Nitrobacteraceae In TheProkaryotes, Edited by M.P Starr et al Berlin: SpringerVerlag 51.Wheaton, F.W., Hochheimer, J.N., Kaiser, G.E., Krones, M.J., Libey, G.S., Easter, C.C (1994),Nitrification principles In: Timmons, M.B., Losordo, T.M (Eds.), Aquaculture Water Reuse Systems: Engineering Design and Management Elsevier, Amsterdam, pp 101–126 52 Water storage tanks and cisterns (2013), Drinking Water Inspectorate, Area 7e, Millbank, c/o Nobel House, 17 Smith Square, London, SW1P 3JR 53 Wright J, Gundry S, Conroy R (2004), ―Household drinking water in developing countries: a systematic review of microbiological contamination between source and point-of-use‖, Trop Med Int Health, 9, pp 106–17 54 Zehr JP, Paerl HW (2008),Molecular ecological aspects of nitrogen fixation in the marine environment, In: Kirchman DL (ed),Microbial Ecology of the Oceans, Wiley-Blackwell: New Jersey, pp 481-525 PHỤ LỤC Phụ lục Kết phân tích thơng số bể xáo trộn thống khí – B1 Phụ lục Kết phân tích thơng số bể kín khí – B2 Phụ lục Kết phân tích thơng số bể tĩnh, hở – B3 Phụ lục Phƣơng pháp xác định vi sinh vật chuyển hóa nitơ Phụ lục Một số hình ảnh trình thực luận văn Phụ lục 1.Kết phân tích thơng số bể xáo trộn thống khí – B1 Lần phân Ngày tích 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 11 14 18 21 25 28 32 35 39 42 46 49 53 56 60 63 67 77 Ngày phân tích 04/11/2016 08/11/2016 11/11/2016 15/11/2016 18/11/2016 22/11/2016 25/11/2016 29/11/2016 02/12/2016 06/12/2016 09/12/2016 13/12/2016 16/12/2016 20/12/2016 23/12/2016 27/12/2016 30/12/2016 03/01/2017 06/01/2017 10/01/2017 20/01/2017 Nhiệt COD độ pH DO Amon hóa AOB (oC) (mg/l) (mg/l) (MPN/mL) (MPN/mL) 5.76 24.5 7.0 5.68 7.68 160 0.6 4.8 24.9 6.9 5.28 25.4 6.7 3.58 4.01 150 0.4 2.45 23.0 7.3 5.67 5.39 20.9 7.2 8.43 30.61 150 20.7 7.4 8.15 4.73 22.1 7.2 13.23 22.0 7.3 7.95 10.56 110 21.7 7.2 15.79 7.38 20.2 7.3 7.87 12.84 110 10.5 21.9 7.0 7.62 18.88 7.2 0 22.0 7.1 7.79 7.2 21.7 7.3 7.67 11.8 2.3 5.76 0 80 Azotobacter (MPN/mL) Clostridium (MPN/mL) 0.04 0.03 0.7 0.3 0.6 0.3 0 0.6 0 0.6 NN Phản hữu nitrat NH4+ NO2- NO3cơ tổng (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) hóa 32.9 19.8 1.5 11.4 0.2 31.6 12.2 1.9 16.5 1.0 31.5 8.4 0.2 21.6 1.3 31.7 4.6 0.4 25.4 1.3 31.0 0.09 0.7 1.1 27.8 1.4 29.7 0.1 0.0 27.9 1.7 31.5 0.0 0.0 29.5 5.6 40.5 2.9 0.0 0.0 30.3 10.2 42.3 0.0 0.0 29.6 12.7 41.9 0.0 0.0 30.5 11.4 38.3 12 0.0 0.0 30.7 7.6 49.1 0.0 0.0 31.0 18.1 44.5 0.0 0.0 30.7 13.8 38.1 12 0.0 0.0 30.4 7.7 32.4 0.0 0.0 30.3 2.1 37.7 0.0 0.0 31.2 6.5 39.9 2.6 0.0 0.0 31.3 8.6 48.9 0.0 0.0 31.0 17.9 38.9 0.0 0.0 30.3 8.6 36.9 0.6 0.0 0.0 31.2 5.7 36.4 1.9 0.0 0.0 31.2 5.2 Phụ lục Kết phân tích thơng số bể kín khí – B2 Lần phân Ngày tích 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 11 14 18 21 25 28 32 35 39 42 46 49 53 56 60 63 67 77 Ngày phân tích 04/11/2016 08/11/2016 11/11/2016 15/11/2016 18/11/2016 22/11/2016 25/11/2016 29/11/2016 02/12/2016 06/12/2016 09/12/2016 13/12/2016 16/12/2016 20/12/2016 23/12/2016 27/12/2016 30/12/2016 03/01/2017 06/01/2017 10/01/2017 20/01/2017 Nhiệt COD độ pH DO Amon hóa AOB (oC) (mg/l) (mg/l) (MPN/mL) (MPN/mL) 1.98 24.7 7.0 5.6 150 0.9 11 24.3 6.8 1.16 8.3 25 6.6 130 1.09 4.2 23.9 7.2 1.02 8.6 21 7.0 1.2 9.3 130 21 21.2 7.1 8.1 22.3 7.0 1.32 21.9 22.3 7.0 7.1 110 22 7.0 20.9 2.69 8.2 20.2 7.1 8.4 110 2.76 7.9 21.4 7.0 19.3 2.82 16.6 1.2 22 7.0 2.89 7.4 21.5 7.0 21.2 3.8 0 0 Azotobacter (MPN/mL) Clostridium (MPN/mL) 0 0.07 0.6 0 0.3 0.3 0 0 0.9 0.7 NN Phản hữu nitrat NH4+ NO2- NO3cơ tổng (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) hóa 19.6 0.7 10.7 0.4 31.4 19.0 0.7 19.8 0.5 40.0 17.5 0.6 11.5 0.8 30.4 16.5 0.5 12.3 0.4 29.7 15.8 0.2 12.1 1.4 29.5 15.2 0.1 12.0 1.8 29.1 14.2 0.4 14.6 5.9 35.1 0.3 12.5 0.5 14.0 7.2 34.2 11.2 0.3 14.8 2.2 28.5 10.8 0.2 14.9 2.7 28.6 1.1 9.5 0.3 15.1 2.1 27.0 9.4 0.6 15.3 6.3 31.6 8.6 0.3 15.5 6.3 30.7 0.6 7.5 0.3 16.9 6.4 31.1 5.9 0.1 18.8 5.0 29.8 4.8 0.3 17.1 7.3 29.5 0.7 3.5 0.2 17.3 4.5 25.5 3.4 0.6 18.1 9.0 31.1 3.2 0.3 18.8 8.6 30.9 2.8 0.3 18.3 9.5 30.9 0.9 2.4 0.4 18.0 11.0 31.8 Phụ lục Kết phân tích thông số bể tĩnh, hở– B3 Lần phân Ngày tích 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 11 14 18 21 25 28 32 35 39 42 46 49 53 56 60 63 67 77 Ngày phân tích 04/11/2016 08/11/2016 11/11/2016 15/11/2016 18/11/2016 22/11/2016 25/11/2016 29/11/2016 02/12/2016 06/12/2016 09/12/2016 13/12/2016 16/12/2016 20/12/2016 23/12/2016 27/12/2016 30/12/2016 03/01/2017 06/01/2017 10/01/2017 20/01/2017 Nhiệt độ pH DO (oC) (mg/l) 23.7 7.0 2.80 26.9 26.8 6.9 6.7 2.25 20.2 21.2 20.7 22.6 21.1 21.3 7.3 7.3 7.4 7.3 7.4 7.3 3.25 3.96 4.06 19.2 7.4 4.89 20.9 7.2 4.76 20.7 20.9 7.2 7.2 5.00 4.52 4.80 COD Amon hóa AOB (mg/l) (MPN/mL) (MPN/mL) 4.48 6.88 150 0.6 6.88 1.6 3.68 130 7.32 7.36 7.6 130 13.04 4.5 24.48 110 0.4 8.32 16.48 110 0.24 2.368 10.19 6.09 0.3 0.12 12.8 8.016 7.092 3.4 0.12 18.368 12 Azotobacter (MPN/mL) Clostridium (MPN/mL) 0.04 0 0.9 0.3 0 0.7 0 0 0.3 NN Phản hữu nitrat NH4+ NO2- NO3cơ tổng (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) hóa 9.4 0.8 6.8 0.2 17.2 7.5 1.4 7.9 2.3 19.1 7.2 1.0 8.9 3.5 20.6 6.1 0.9 9.2 2.5 18.7 0.03 5.0 0.7 10.1 11.3 44.1 2.8 0.7 13.5 13.2 30.2 1.3 0.6 15.2 3.8 20.9 0.4 0.1 0.4 14.9 2.9 18.3 0.1 0.2 16.1 3.4 19.8 0.2 0.0 16.0 3.9 20.1 1.2 0.2 0.0 16.4 3.8 20.4 0.2 0.0 15.8 3.8 19.8 0.1 0.0 16.2 1.5 17.8 5.3 0.1 0.0 17.1 2.4 19.6 0.1 0.0 18.1 2.6 20.8 0.0 0.0 16.6 2.5 19.1 1.9 0.0 0.0 16.6 3.0 19.6 0.0 0.0 16.4 8.6 17.2 0.0 0.0 16.3 4.7 21.0 1.6 0.0 0.0 16.5 4.5 21.0 1.5 0.0 0.0 16.4 3.9 20.3 Phụ lục Phƣơng pháp xác định vi sinh vật chuyển hóa nitơ Sử dụng phƣơng pháp MPN(Most Probable Number) để định lƣợng VSV: vi khuẩn ammon hóa, vi khuẩn nitrit hóa, vi khuẩn khử nitrat, vi khuẩn cố định nitơ Xác định vi khuẩn ammon hóa[5] Mơi trƣờng Winogradsky - Mơi trường ni cấy: Hóa chất Asparagine Dung dịch muối Thêm nƣớc máy đến 1000mL đƣợc dung dịch muối sử dụng Cơng thức hóa học C4HgN2O3 H2O Khối lƣợng/ thể tích 0.2g 50 mL KH2PO4 MgSO4.7H2O NaCl FeSO4.7H2O MnSO4.4H2O Na2MoO4.4 H2O 50g 25g 25g 1g 1g 1g 1mL 2860 mg 1810 mg 222 mg 390 mg 79 mg Dung dịch vi lƣợng Thêm nƣớc máy đến 1000mL đƣợc dung dịch vi lƣợng sử dụng H3BO3 MnCl2.4H2O ZnSO4.7H2O Na2MoO4.2H2O CuSO4.5H2O Co(NO3)2.6H2O Nƣớc cất pH Môi trƣờng đƣợc khử trùng atm, thời gian 30 phút Hút vào ống nghiệm 9mL môi trƣờng khử trùng - Pha loãng mẫu: + Pha loãng mẫu nồng độ:10-2, 10-3, 10-4 83 49 mg 950 mL 6,8 Mỗi nồng độ lặp lại lần.Thể tích mẫu cấy mL + Điều kiện nuôi cấy: Ủ 350C 15-20 ngày để xác định ống dƣơng tính (Sử dụng thuốc thử amoni (TT1-TT2-TT3-TT4) → dung dịch chuyển màu xanh dƣơng => dƣơng dính + Ghi chép kết số lƣợng ống dƣơng tính xác định số lƣợng vi khuẩn ammon hóa theo bảng Mac Crady Xác định vi khuẩn nitrat hóa[30] - Mơi trường ni cấy (g/l)xác đinh vi khuẩn AOB: Hóa chất (NH4)2SO4 K2HPO4 Khối lƣợng 0,5g 1g MgSO4.7H2O NaCl FeSO4.7H2O CaCO3 pH 0,3g 0,3 g 20mg 7,5g 7,5 Môi trƣờng đƣợc khử trùng atm, thời gian 30 phút Hút ống nghiệm 9mL mơi trƣờng khử trùng - Pha lỗng mẫu: + Pha loãng mẫu nồng độ:10-1, 10-2, 10-3 + Mỗi nồng độ lặp lại lần.Thể tích mẫu cấy mL - Điều kiện nuôi cấy: Ủ 350C 25 ngày để xác định ống dƣơng tính (Sử dụng thuốc thử 1% Difenylamin +H2SO4→dung dịch chuyển màu xanh lá=> dƣơng dính Hoặc thuốc thử Griss: dung dịch chuyển màu hồng => dƣơng tính - Ghi chép kết số lƣợng ống dƣơng tính xác định số lƣợng vi khuẩn ammon hóa theo bảng Mac Crady Xác định vi khuẩn khử nitrat[5] - Mơi trường ni cấy: Hóa chất Cao thịt Peptone KNO3 Dung dịch muối Dung dịch vi lƣợng CaCO3 Nƣớc cất pH Khối lƣợng/ thể tích 3g 5g 2g 50 mL mL 5g 950 mL Môi trƣờng đƣợc khử trùng atm, thời gian 30 phút Hút ống nghiệm 9mL môi trƣờng khử trùng - Pha loãng mẫu: + Pha loãng mẫu nồng độ:10-1, 10-2, 10-3 + Mỗi nồng độ lặp lại lần.Thể tích mẫu cấy mL - Điều kiện ni cấy: ủ 350C 40 ngày để xác địng ống dƣơng tính - Xác định ống dƣơng tính biểu có bọt khí - Hoặc sử dụng thuốc thử: + Sử dụng thuốc thử 1% Difenylamin +H2SO4→dung dịch chuyển màu xanh lá=> dƣơng dính + Hoặc thuốc thử Griss: dung dịch chuyển màu hồng => dƣơng tính - Ghi chép kết số lƣợng ống dƣơng tính xác định số lƣợng vi khuẩn ammon hóa theo bảng Mac crady Xác định vi khuẩn cố định nitơ [41] a Xác định vi khuẩn cố định nitrogen hiếu khí thuộc giống Azotobacter phương pháp đếm khuẩn lạc mơi trường Ashby Hóa chất Manitol (glucozo) K2HPO4 MgSO4 NaCl Khối lƣợng 20g 0,2g 0,2g 0,2g CaSO4 CaCO3 Agar pH 0,1g 5g 20g 6,5-7 b Xác định vi khuẩn cố định nitrogen kỵ khí thuộc giống Clostridium Sử dụng phương pháp MPN, mơi trường Vinogradki Hóa chất K2HPO4 MgSO4 NaCl MnSO4 CaCO3 Glucoza Nƣớc máy pH Khối lƣợng/ thể tích 1g 0,5g Vết Vết 20g 20g 1000 mL 6,5-7 Tiến hành: Môi trƣờng đƣợc khử trùng atm, thời gian 30 phút Hút ống nghiệm 9mL mơi trƣờng khử trùng - Pha lỗng mẫu: + Pha loãng mẫu nồng độ:10-1, 10-2, 10-3 + Mỗi nồng độ lặp lại lần.Thể tích mẫu cấy mL - Điều kiện nuôi cấy: ủ 350C 25 ngày với vi khuẩn Azotobacter, Ủ 40 ngày với Clostridium - Để xác định ống dƣơng tính (Sử dụng thuốc thử amoni (TT1-TT2-TT3TT4)→dung dịch chuyển màu xanh dƣơng => dƣơng dính - Ghi chép kết số lƣợng ống dƣơng tính xác định số lƣợng vi khuẩn ammon hóa theo bảng Mac Crady Bảng Mac Crady Số lƣợng ống dƣơng tính Số mL mẫu sử dụng 10 0,1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 2 3 3 0 0 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 Số MPN/ 100 mL 9 12 12 16 13 16 19 11 15 11 15 19 11 15 20 24 16 20 24 29 Số lƣợng ống dƣơng tính Số mL mẫu sử dụng 10 0,1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 88 0 0 1 1 2 2 3 3 0 0 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 Số MPN/ 100 mL 14 20 26 15 20 27 34 21 28 35 42 29 36 44 53 23 39 64 95 43 75 120 160 93 150 210 290 240 460 1100 - Phụ lục Một số hình ảnh trình thực luận văn Hình 1.Thuốc thử với mẫu trắng Hình 3.Nhỏ thuốc thử mẫu sau ủ Hình Thuốc thử xác định mẫu dƣơng tính Hình Thuốc thử amoni Hình 5,6 Phân tích vi sinh Hình 7.Phân tích COD – đun mẫu Hình Mẫu sau chuẩn độ - hồng nhạt ... đổi vi sinh vật chuyển hóa điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt 29 3.3 Kết biến đổi hợp chất nitơ điều kiện lƣu trữ nƣớc cấp sinh hoạt36 3.4 Thảo luận biến đổi hợp chất nitơ vi sinh. .. TỰ NHIÊN Hà Nội – 2017 Nguyễn Thị Thu Hoài NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN LƢU TRỮ NƢỚC CẤP ĐẾN HÀM LƢỢNG CÁC HỢP CHẤT NITƠ VÀ VI SINH VẬT PHÂN GIẢI Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số:... đƣợc điều trị kịp thời dẫn đến tử vong mà ngƣời ta gọi hội chứng Blue Syndrome hay gọi tắt BBS Do vậy, đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện lưu trữ nước cấp đến hàm lượng hợp chất nitơ vi sinh