MỤC LỤC
Nguyên nhân có thể là do khi đưa một lượng vi sinh vật mới vào môi trường, chúng phải mất thời gian để thích nghi với môi trường sinh thái mới, và thường mất đi khả năng phân huỷ mạnh như vốn có do có các tác nhân kìm hãm nào đó trong môi trường ô nhiễm, nhiều khi chúng chuyển sang sử dụng nguồn cơ chất mới không phải là dầu. Hiện nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của sinh học phân tử, sự phát triển của phân loại học, các nhà khoa học có thể giám sát quá trình phân huỷ sinh học thông qua sự biến động số lượng của quần thể vi sinh vật chiếm ưu thế trong môi trường bị ô nhiễm, nhờ đó phương án phục hồi sinh học môi trường bị ô nhiễm dầu trở nên hấp dẫn các nhà quản lí nhờ giá rẻ, an toàn, độ tin cậy cao.
VAI TRề CỦA CHẤT HOẠT HOÁ BỀ MẶT SINH HỌC (BIO- SURFACTANT HAY MICROBIAL SURFACE ACTIVE AGENT). Các CHHBMSH tạo ra trong suốt quá trình phát triển của vi sinh vật, sản lượng và hoạt tính về sau có thể bị giảm do môi trường hết nguồn cơ chất dinh dưỡng, vi vinh vật sử dụng chúng làm nguồn thức ăn hay các vi sinh vật chết đi.
Emulsan do Acinetobacter calcoaceticus RAG-1 tạo ra, đơn phân của nó chứa một trisacarit liên kết với hai axit béo, nó có khả năng nhũ hoá cao các hydrocacbon trong nước thậm chí với nồng độ rất thấp [10]. Liposan tạo ra từ Candida lipolytica, là một chất nhũ hoá ngoại bào, hoà tan trong nước, trong cấu trúc của nó chứa 17% protein và 73% hydrocacbon, các hydrocacbon trong liposan gồm có glucose, galactose, galactosamin, axit galactorunic [12].
CHHBMSH do vi sinh vật sinh ra cú thể là chất ngoại bào hay chớnh bản thừn tế bào, trong một số trường hợp cỏc chất này cỳ tớnh khỏng sinh, do đỳ chỳng cỳ thể phừn huỷ màng tế bào của một số vi sinh vật cạnh tranh nguồn cacbon với chỳng. Yakimov và cộng sự [38] đú phừn lập được chủng Bacillus licheniformis BAS50, chủng này cú thể sinh trưởng kị khớ trờn mụi trường cú bổ sung đường glucoz và 0.1% NaCl và sinh CHHBMSH cú tờn là lichenysin.
Một chủng thuộc loài Pseudomonas aeruginosa đã sản xuất ra một chất giống protein trên nguồn hydrocacbon nhưng không tạo ra trên gluco, glycerol, axit palmitic [22]. Loài Torulopsis petrophilum không tạo ra bất cứ một glucolipid nào khi nuôi trên môi trường đồng pha chứa bất cứ nguồn cacbon hoà tan trong nước nào. Nhiều tác giả đã chứng minh rằng sản lượng CHHBMSH tạo ra ít khi nuôi vi sinh vật trên các nguồn cacbon nào đó trong môi trường, chỉ khi nào nguồn cacbon này hết, khi đưa vào nguồn cacbon không hoà tan trong nước sẽ thúc đẩy tạo CHHBMSH [8].
Robert cùng các cộng sự đã chứng minh rằng NO3 là nguồn nitơ tốt nhất cho việc sản xuất CHHBMSH ở chủng Pseudomonas 44TL và Rhodococus ST- 5 sinh trưởng trên dầu ôliu và paraffin. Syldatle cùng các cộng sự đã chứng minh rằng việc giới hạn nguồn nitơ không chỉ làm tăng sản lượng CHHBMSH mà còn làm thay đổi thành phần của CHHBMSH. Kiểu loại, sản lượng và hoạt tính CHHBMSH cũng bị ảnh hưởng không chỉ bởi các nguồn cacbon khác nhau mà còn bởi nồng độ, nguồn nitơ, photpho, các ion Mg, Fe trong môi trường, điều kiện nuôi cấy, pH, nhiệt độ, tốc độ lắc và tỉ lệ pha loãng các chất trong môi trường [21].
Một số trường hợp quá trình tổng hợp CHHBM lại bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH thông qua sự tác động của các yếu tố này tới hoạt động sinh trưởng của tế bào. Tốc độ lắc cũng ảnh hưởng tới sản lượng CHHBM, ở chủng Norcardia erythropolis, sản lượng CHHBM giảm khi tăng tốc độ lắc do nó tác động tới hoạt động phân chia tế bào, còn ở nấm men sản lượng lại tăng khi tốc độ lắc và mức độ kị khí tăng [29]. Tuy nhiên trong một số trường hợp sản lượng CHHHBM không bị ảnh hưởng khi nồng độ muối lên tới 10% mặc dù nồng độ mixen tối thiểu giảm nhẹ [6].
Do không độc, dễ dàng bị phân huỷ, giá thành sản xuất rẻ nên chúng được ứng dụng trong xử lí môi trường mà CHHBMHH không thể xử lí triệt để: xử lí dầu tràn, tăng cường khả năng phân huỷ các hợp chất độc hại cho môi trường, chuyển chúng thành các yếu tố tích cực cho môi trường như sản xuất phân bón từ mùn khoan phế thải, các hợp chất thơm. Với những đặc tính không độc hại, dễ bị phân huỷ, dễ tiêu hoá mà CHHBMSH được sử dụng trong các ngành công nghiệp đặc biệt khác như mĩ phẩm, dược phẩm, thực phẩm mà CHHBMHH khó có thể bì kịp. Một áp dụng hợp lí và hấp dẫn hơn là sản xuất CHHBMSH ngay trong mỏ (in situ) bằng cách cung cấp chất dinh dưỡng cho quần thể vi sinh vật nội tại trong mỏ hay nuôi giống từ bên ngoài trộn cùng với môi trường dinh dưỡng rồi bơm vào trong giếng.
Tuy nhiên khi sản xuất theo cách thức này thường gặp những khó khăn nhất định ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của vi sinh vật thậm chí kìm hãm sinh trưởng và sinh tổng hợp CHHBM như: nhiệt độ mỏ quá cao, áp suất lớn, pH, độ mặn và kim loại nặng, khó khăn lớn nhất là thiếu oxy và việc luân chuyển chất dinh dưỡng trong mỏ. Nước ta hiện đã ứng dụng phương pháp này, năm 1998 Lại Thuý Hiền cùng các cộng sự đã thử nghiệm phương pháp MEOR trên hiện trường khu vực mỏ dầu Bạch Hổ- Vũng Tàu và thu được kết quả tốt, số lượng vi khuẩn khử sunphat giảm đi, năng suất khai thác dầu tăng lên có giếng tăng tới 200%. Lindley và Heydeman nuôi nấm Cladosporium resinae trên hỗn hợp ankan, chủng này có khả năng sản xuất ra một loại CHHBM gồm các axit béo, phospholipid, nhưng chủ yếu là axit dodecacnoic và phosphatidylcloline.
Oberbremer và Muller-Harting sử dụng quần thể vi sinh đất để đánh giá khả năng phân huỷ dầu thô, trong đó naphthalen bị phân huỷ đầu tiên, các thành phần khác chỉ bị phân huỷ khi các CHHBM được tạo ra làm giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước. Chủng Pseudomonas cepacia AC1100 tạo ra một loại chất nhũ hoá có khả năng tạo thể huyền phù với 2,4,5-T và cũng nhũ hoá một số các clorophenol, do đó CHHBM này được sử dụng để tăng cường khả năng phân huỷ của các chất hữu cơ chứa clo [30]. CHHBM emulsan do chủng Acinetobacter calcoaceticus RAG-1 sinh ra sử dụng trong công nghiệp dầu khí làm giảm cặn dầu trong thùng chứa, giảm độ nhớt của dầu nặng, tạo chất nhũ hoá phục vụ nhiều lĩnh vực khác [30].
* Giữ giống: các chủng sau khi lựa chọn được giữ giống trên môi trường khoáng Gost bổ sung dầu DO, giữ trong glycerin với tỉ lệ 1:1, và trên môi trường hiếu khí thạch nghiêng. Nhân giống: chủng được nhân giống trên môi trường hiếu khí thạch nghiêng, rồi từ đó được cấy sang môi trường Gost có bổ xung 5% dầu DO để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo. Pha loãng dịch theo dãy thập phân: Chuẩn bị một loạt các lọ penicilin chứa 4,5 ml muối sinh lí vô trùng, hút 0,5 ml dịch cần pha loãng vào lọ penicilin thứ nhất và lắc đều, từ lọ thứ nhất chuyển 0,5 ml sang lọ penicilin thứ hai, cứ thực hiện liên tiếp như vậy cho đến độ pha loãng thích hợp.
Trong quá trình pha loãng tiến hành với hai độ pha loãng chẵn hoặc lẻ liên tiếp thích hợp, ở mỗi độ pha loãng hút vào hai đĩa peptri để giảm sai số, nuôi ở nhiệt độ 300C sau 1-2 ngày đem xác định số lượng tế bào. Chỉ số nhũ hoá E24 đặc trưng cho khả năng nhũ hoá của các sản phẩm trao đổi chất do vi sinh vật sinh ra trong dung môi xylen sau 24h trong 4oC. Cách tiến hành: Lấy 1ml dịch nuôi cấy đã ly tâm loại bỏ tế bào thêm 1 ml xylen vào ống nghiệm đem voltex trong 1 phút với vận tốc 2000 vòng/phút.
Phương pháp Gause-Zenden là phương pháp tối ưu đơn giản, được tiến hành bằng cách chỉ thay đổi một yếu tố tác động, cố định các yếu tố tác động còn lại. Cố định (n- 1) yếu tố và cho một yếu tố thay đổi trong khoảng xác định công nghệ của nó, ứng với mỗi một thí nghiệm ta xác định được một số liệu y. Cấu trúc phân tử của chất hoạt hoá bề mặt được nghiên cứu bằng phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nhờ sự giúp đỡ của phòng phổ hồng ngoại –Viện Công nghệ hoá học để dự đoán cấu trúc hoá học của sản phẩm.