Vai trò của Vi sinh vật trong xử lý ô nhiễm môi trường

MỤC LỤC

VI SINH VẬT TRONG NƯỚC THẢI

LÝ THUYẾT XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC Với việc phân tích và kiểm soát môi trường thích hợp, hầu hết các loại nước thải

    Mỗi quá trình riêng biệt còn có thể phân chia thành chi tiết hơn, phụ thuộc vào việc xử lý được thực hiện trong hệ thống tăng trưởng lơ lửng (suspended - growth system), hệ thống tăng trưởng dính bám (attached – growth system), hoặc hệ thống kết hợp. Đa số các hệ xử lý sinh học được vận hành giữa pha sinh trưởng chậm dần và pha hô hấp nội bào, sao cho tỷ lệ F:M ở thời điểm kết thúc vừa đủ để xác định nồng độ chất hữu cơ còn lại đảm bảo cho sinh khối ở trạng thái hoạt tính.

    Hình 2. 1  Các đường cong tiêu thụ oxy xác định bằng phương pháp Warburg  1.2. Xử lý kỵ khí
    Hình 2. 1 Các đường cong tiêu thụ oxy xác định bằng phương pháp Warburg 1.2. Xử lý kỵ khí

    ĐỘNG HỌC CÁC QUẦN THỂ SINH VẬT TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

      Trong cùng điều kiện môi trường như nhau, nếu loại vi sinh vật nào theo đặc tính trao đổi chất của mình, có khả năng đồng hóa được nhiều thức ăn nhất, thì loài đó chiếm vai trò chủ đạo trong môi trường. Kiểm tra phân tích các hiện tượng sinh hóa cho thấy: vi khuẩn đồng hóa các chất hữu cơ phức tạp với sự có mặt của oxy để thành tế bào mới CO2, amon, và các chất vô cơ để chuyển thành tế bào mới và giải phóng oxy.

      Hình 2. 3  Đồ thị về các loài vi khuẩn chủ đạo sơ cấp và thứ cấp
      Hình 2. 3 Đồ thị về các loài vi khuẩn chủ đạo sơ cấp và thứ cấp

      XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CÁC QUÁ TRÌNH TỰ NHIÊN 1. Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc

        Đa số nấm là loại hiếu khí, vì nấm không có khả năng quang hợp nên nguồn cacbon chủ yếu lấy từ các chất hữu cơ chứa cacbon (tinh bột, cellulose, acid béo, rượu cao phân tử, paraphin…), nguồn nitơ là muối amon, nitrat, đôi khi cả pepton, axit amin. Vai trò của chúng trong việc xử lý nước thải ở cánh đồng chỉ giới hạn ở chỗ chúng tiêu diệt vi khuẩn, đặc biệt là tế bào vi khuẩn giả, tạo điều kiện dễ dàng cho các tế bào vi khuẩn khác sinh sản và xuất hiện nhiều thế hệ vi khuẩn trẻ có hoạt tính sinh hóa mạnh hơn.

        Hình 2. 6 Sơ đồ hoạt động của hồ sinh vật
        Hình 2. 6 Sơ đồ hoạt động của hồ sinh vật

        ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH TĂNG TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT

          Nếu nước chảy vào với nồng độ chất hữu cơ cao thì kích thích các loài Flagelates (chẳng hạn Chinamonas) phát triển nhưng đồng thời cũng mở đường cho Ciliates giả túc bơi tự do như Colpidium, Paramecium, Glaucoma, Euplotes phát triển. Hơn nữa khi biểu diễn tốc độ tăng trưởng chúng ta phải hiệu chỉnh với lượng năng lượng cần thiết để tế bào duy trì sự sống và những nhân tố khác như sự chết hay bị làm mồi cho sinh vật khác,… cũng phải được đề cập.

          Hình 2. 7  Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của giới hạn dinh dưỡng lên tốc độ tăng
          Hình 2. 7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của giới hạn dinh dưỡng lên tốc độ tăng

          QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH CỦA NGUỒN NƯỚC MẶT

            Trong thực tế bảo vệ vệ sinh nguồn nước, người ta đã xác định nồng độ giới hạn cho phép là giá trị nồng độ cao nhất, với giá trị đó, các quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ không bị phá huỷ, không làm xấu giá trị “thực phẩm” của nước, không gây độc hại đối với quá trình sống hoạt động của thuỷ sinh vật - những tác nhân quan trọng nhất trong quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ. Kết quả nồng độ oxy trong nước giảm, thậm chí bị tiêu thụ hoàn toàn, làm thay đổi thế năng oxy hoá khử của môi trường, các phản ứng khử diễn ra chủ yếu: khử nitrat, khử sulphat, hình thành các chất sulphua và ngày càng tạo điều kiện yếm khí trong môi trường (Hình 2.11).

            Hình 2. 9 Ảnh hưởng của chất bẩn đối với sự sống – hoạt động của vi sinh vật trong
            Hình 2. 9 Ảnh hưởng của chất bẩn đối với sự sống – hoạt động của vi sinh vật trong

            XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 1. Bể lọc sinh học nhỏ giọt

              Nhưng với quan điểm thực tiễn, ở lớp vật liệu trên về dung tích lỗ hổng cho vi sinh vật phát triển và thoả mãn yêu cầu vận chuyển không khí, thì vật liệu lớn 50mm sẽ có tốc độ hấp thụ oxy cao hơn nhiều so với vật liệu nhỏ 12mm. Sự hình thành bùn hoạt tính đều diễn ra như nhau khi tiến hành ở hai loại nước thải trên đây, miễn là bảo đảm ổn định và có chất dinh dưỡng, tức là chứa đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho vi khuẩn phát triển bình thường. Kích thước của bể phải đủ để cho phép vi sinh vật đạt được và thực hiện giai đoạn trao đổi nội bào.Trong suốt khoảng thời gian mà lưu lượng và tải trọng chất hữu cơ cao nhất (max), nếu bể bùn hoạt tính không đủ lớn để giai đoạn đó diễn ra thì lưu lượng nước ra khỏi bể sẽ đục và lẫn nhiều vi sinh vật.

              Ngày nay người ta đã nghiên cứu áp dụng rất nhiều loại hình về cấu tạo cũng như sơ đồ công nghệ của bể bùn hoạt tính như: bể bùn hoạt tính kết hợp lắng hai, bể bùn hoạt tính với bể tái sinh riêng biệt bùn hoạt tính, bể bùn hoạt tính nhiều bậc – xử lý triệt để tới hai giai đoạn nitrat hóa và khử nitrat….

              Hình 2. 15   Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh vật
              Hình 2. 15 Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh vật

              VI SINH VẬT TRONG CHẤT THẢI RẮN HỮU CƠ

              ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CỦA VI SINH VẬT 1 Động học của quá trình phân hủy hiếu khí chất thải rắn hữu cơ

              CaHbOcNd và CwHxOyNz biểu diễn thành phần phân tử thực nghiệm của chất hữu cơ ban đầu vì sau khi kết thúc quá trình.

              VI SINH VẬT TRONG KHÔNG KHÍ

                Cách lấy mẫu vi sinh vật trong không khí tốt nhất là sử dụng một đĩa petri chứa môi trường nuôi cấy thích hợp, đặt đĩa petri ở nơi cần lấy mẫu trong vài phút (thời gian phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm của vi trí lấy mẫu). ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA ĐỐI VỚI VI SINH VẬT TRONG KHÔNG KHÍ Các hình thái hơi nước kết tủa như mưa, tuyết, mưa đá hoặc mưa tuyết giữ vai trò quan trọng trong việc làm sạch ô nhiễm không khí. Ở các đô thị lớn ngoài nồng độ bụi phát tán trong không khí do khí hậu và các hoạt động sống của con người, trong không khí còn chứa một lượng không khí nhỏ khói bụi từ các nhà máy và các phương tiện giao thông.

                Tuy nhiên hiện nay, với tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật ngày càng cao, bầu khí quyển bao quanh trái đất bị ảnh hưởng nghiêm trọng và không còn mang tích chất cục bộ của từng khu vực.

                Hình 4. 2: Ô nhiễm không khí do cháy rừng
                Hình 4. 2: Ô nhiễm không khí do cháy rừng

                VI SINH VẬT GÂY BỆNH VÀ CÁC CHỈ TIÊU VỆ SINH

                NHỮNG VI SINH VẬT GÂY BỆNH

                  Đa số các độc tố của vi khuẩn có tác dụng độc hiệu: có loại làm thương tổn màng não, có loại làm hại các cơ quan trong cơ thể như thận, gan, phổi,…Không nhất thiết bệnh phát ra mãnh liệt ngay từ đầu. Những loài vi khuẩn gây bệnh đường ruột cho người ta, gia súc, gia cầm là trực khuẩn trục đường ruột (Eschericchia), vi khuẩn bệnh thương hàn và phó thương hàn - Typhos và Paratyphos (Salmonella), vi khuẩn bệnh lỵ (Disenteria), vi khuẩn tả Cholera (Vibrion),…. Vi khuẩn Vibrion xâm nhập vào cơ thể bằng thực đạo, phát triển ở niêm mạc tiểu trường, giải phóng nội độc tố gây ra một loạt chịu chứng điển hình, lượng mước ngưng tụ rất lớn (tới 30l/ ngày, đêm) nôn mửa và đi ngoài lỏng.

                  Leptospira là loại vi khuẩn hiếu khí nhưng chúng chịu đựng được ở môi trường ít oxy, rất di động và có tiêm mao, không chịu nổi ở nhiệt độ cao, tồn tại được 5 tháng ở nước sông, 2 tháng ở nước giếng.

                  NHỮNG CHỈ TIÊU VỆ SINH VỀ VI SINH VẬT TRONG NƯỚC 1 Những khái niệm chung về những vi sinh vật chỉ thị vệ sinh

                    Trứng giun này theo phân ra môi trường bên ngoài – lẩn vào trong nước, đất, trái cây, rau tươi… từ đó chúng lại xâm nhập vào cơ thể người, động vật và gây ra không ít bệnh hiểm nghèo. Đối với nước dùng để ăn uống, khi nồng độ các tạp chất rất thấp, đôi khi các phương pháp phân tích hoá học không đủ chính xác thì người ta dùng giác quan để thử nghiệm. Nếu có mùi chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn và nguyên nhân có thể là: do tạo thành H2S, sản phẩm của sự phân huỷ các chất hữu cơ chứa S hoặc do có FeS, chất này tác dụng vói acid carbonic rồi tạo.

                    Ở đây ta sẽ xác định được những hồ, nháng sông chảy tới bổ cập, những vùng dân cư, công nghiệp có khả năng gây nhiễm bẩn nguồn nước….Và mặt cắt địa chất, tính chất của hai bờ, đáy sông, đáy hồ.

                    CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

                    • PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG BẰNG NHIỆT
                      • CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN
                        • CÁC NHÂN TỐ HểA HỌC KHỬ TRÙNG QUAN TRỌNG
                          • CÁC NHÂN TỐ HểA HỌC KHÁC 1 Formaldehyde

                            Một lần nữa vật liệu khử trùng sẽ được làm sạch và một vài bào tử còn sót lại sẽ bị giết chết vào ngày thứ Phương pháp này cũng cho hiệu quả khử trùng tuy nhiên một số bào tử mọc chậm không nảy mầm trong một vài ngày nên hiệu quả khử trùng sẽ không đạt. Phương pháp này có giá trị cao vì ta có thể xác định được số lượng VSV trong dung dịch do vật liệu sau lọc có thể đặt trên môi trường nuôi cấy, VSV sẽ phát triển thành những khuẩn lạc trên lớp vật liệu lọc và ta có thể đếm được. Tia cực tím được sử dụng để làm giảm số lượng VSV ở những nguồn gây ô nhiễm: bệnh viện, toilet, nhà ăn…Tia cực tím từ ánh sáng mặt trời là một nhân tố quan trọng kiểm soát VSV trong không khí và trong lớp đất mặt nhưng không có khả năng loại trừ bào tử.

                            Nó dùng để khử trùng vật liệu được tiền làm sạch, ngâm vật liệu vào dung dịch 10 phút, rữa lại bằng nước vô trùng làm khô trong buồng làm khô bằng khí vô trùng và trữ trong buồng vô trùng để đảm bảo vật liệu được vô trùng.

                            Hình 6. 1: Autoclave
                            Hình 6. 1: Autoclave

                            VI SINH MÔI TRƯỜNG 2

                            GIỚI THIỆU 1. Mục đích

                              - Quan sát các loại bùn xử lý nước thải - Pha chế môi trường nuôi cấy Vi sinh vật 2. • Đặt berker lên bếp điện, khuấy đều tay cho đến khi dung dịch trong suốt. • Đặt berker lên bếp điện, khuấy đều tay cho đến khi dung dịch trong suốt.

                              • Đặt berker lên bếp điện, khuấy đều tay cho đến khi dung dịch trong suốt.

                              KIỂM TRA TỔNG SỐ VI KHUẨN

                                Quan sát, vẽ hình và phân loại nguyên sinh động vật trong nước rửa rau xà lách. 9 Dùng đũa thuỷ tinh lấy một giọt nước rau xà lách cho lên lam, đậy lammen lên trên giọt nước. 9 Nhận dạng và quan sát tất cả các dạng nguyên sinh động vật có trong mẫu nước.

                                VD: ống BGBL có bọt hoặc ống duham có bọt, quên đóng nắp petri, bông gòn để xuống mặt bàn, quên ghi hiệu pipet, thao tác quá xa đèn cồn, cháy bông gòn….