0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 3 6 12 24 48
Thời gian (giờ)
O D 4 53 nm DE1
Hình 25. Khả năng phân hủy cơ chất 1,2-DCE của chủng DE1
Kết quả hình 25 cho thấy, sau 48 giờ nuôi cấy hàm lượng Cl- tạo ra của chủng DE1 là 0,88 mM tương đương với 17,67% so với nồng độ cơ chất 1,2 - DCE ban đầu là 5mM bị phân hủy. Kết quả định lượng Cl- tăng rất chậm trong các ngày nuôi cấy tiếp theo. Đặc tính dễ bay hơi của cơ chất 1,2-DCE làm một lượng lớn cơ chất mất đi trong thời gian làm thí nghiệm cũng là một nguyên nhân làm giảm nhanh hiệu suất phân giải của vi khuẩn. Chủng Ancylobacter aquaticus UV6 trong nghiên cứu của Pillay (2011) khả năng phân giải 6,1mM 1,2-DCE sau 84 giờ tương đương với 12,2 % cơ chất bị phân hủy khi nuôi cấy trong môi trường tối thiểu bổ sung cao nấm men (MMY) và 5mM 1,2-DCE [31]. So với kết quả nghiên cứu này thì chủng DE1 chúng tôi phân lập được có khả năng phân giải 1,2-DCE tốt hơn.
Đối với chủng NA4, do trong quá trình làm thí nghiệm hóa chất 3,4-DCA được pha loãng trong Ethanol 90%, nên việc thực hiện việc định lượng Clo tạo ra sau nuôi cấy bằng phương pháp so màu như đối với 2 chủng NP2 và DE1 thì Ethanol sẽ làm ảnh hưởng đến phản ứng màu thyocinate [44] do vậy kết quả định lượng sẽ thiếu chính xác. Trong nhiều nghiên cứu việc định lượng cơ chất 3,4-DCA còn lại trong môi trường chủ yếu sử dụng phương pháp HPLC (High-performance liquid chromatography) [58, 60]. Dự kiến trong thời gian tới chúng tôi sẽ tiến hành
thực hiện phương pháp định lượng này để đánh giá khả năng phân giải cơ chất 3,4- DCA của chủng NA4.
KẾT LUẬN
Từ những kết quả thu được chúng tôi rút ra một số kết luận chính sau đây: 1. Từ các mẫu đất và nướcthu thập tại xã Sơn Đồng, huyện Hoài Đức, Hà Nội
các khu vực ô nhiễm đã phân lập được 41 chủng vi sinh vật trên môi trường MGB 3 cơ chất (1,2-DCE, 2,2-DCP, 3,4-DCP), trong đó đã tuyển chọn được 3 chủng là NP2, NA4, DE1 có khả năng phân giải hợp chất clo mạnh nhất. 2. Dựa vào đặc điểm hình thái khuẩn lạc, tế bào, đặc điểm sinh lý, sinh hóa và
kết quả giải trình tự gen 16S ARNr kết luận chủng NA4 tương đồng 99% với loài Klebsiella Pseudomonia, chủng NP2 tương đồng 99% với loài Klebsiella oxytoca, chủng DE1 tương đồng 99% với loài Staphylococcus sciuri.
3. Chủng NP2 phát triển tốt sau 2 ngày nuôi cấy, ở dải nhiệt độ 30-370C, nồng độ cơ chất 2,2-DCPS là 40mM. Thời gian phát triển tối ưu của chủng NA4 sau 10 ngày nuôi cấy, sinh trưởng tốt ở nhiệt độ từ 25-30°C, nồng độ cơ chất 3,4-DCA phù hợp là 25mg/l. Tương tự các điều kiện tối ưu cho chủng DE1 là sau 12 giờ nuôi cấy, nhiệt độ 25-30°C, nồng độ cơ chất 1,2-DC là 10mM. 4. Chủng NP2 có khả năng phân hủy 8,5% cơ chất 2,2DCP sau 6 ngày nuôi
cấy. Chủng DE1 có khả năng phân hủy 17,67% cơ chất 1,2DCE sau 48 giờ nuôi cấy .
KIẾN NGHỊ
1. Phối hợp các chủng phân lập trong việc ứng dụng phân giải các nhóm hợp chất chứa clo khác nhau
2. Tìm hiểu cơ chế phân giải các hợp chất chứa clo từ các chủng vi sinh vật phân lập tuyển chọn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt:
1. Kiều Hữu Ảnh (2006), Giáo trình vi sinh vật học phần 1, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, tr. 81-82.
2. Nguyễn Thị Kim Cúc; Phạm Việt Cường; Nguyễn Thị Tuyết Mai (2000), “Một số tính chất của vi khuẩn phân hủy methyl parathion phân lập từ các mẫu đất tại Hà Nội”, Hội nghị sinh học Quốc gia Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong sinh học, Hà Nội, tr. 29-34.
3. Đào Hùng Cường, Nguyễn Minh Thiên, Nguyễn Trần Nguyên (2008), “Nghiên cứu xác định một số hợp chất clo trong nước mặt, trong đất thuộc địa bàn thành phố Đà Nẵng”, Tạp chị Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 6(29), tr. 57-58.
4. Đặng Thị Cẩm Hà, Nguyễn Bá Hữu, Mai Anh Tuấn, Nguyễn Đương Nhã, Nguyễn Quốc Việt, Nguyễn Nguyên Quang (2008), “Khảo sát vi sinh vật trong vùng nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở khu vực sân bay Đà Nẵng và khử độc đất nhiễm ở điều kiện phòng thí nghiệm”, Tạp chí Công nghệ Sinh học, 6(4A), tr.138-143.
5. Lê Bảo Hưng (2012), “Nghiên cứu điều kiện phân tích các hợp chất hữu cơ clo PCB trong mẫu môi trường bằng phương pháp GC-MS”, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Nguyễn Bá Hữu, Đàm Thúy Hằng, Nghiêm Ngọc Minh, Đặng Thị Cẩm Hà (2007), “Xác định cấu trúc tập đoàn vi khuẩn khử loại clo Dehalococcoides trong mẫu bùn hồ khu vực nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại sân bay Đà Nẵng bằng kỹ thuật PCR-DGGE”, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 16, tr. 41-45.
7. Lô Thị Hồng Lê (2003), Nghiên cứu thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật, tình hình sức khỏe của người chuyên canh chè tại nông trường Sông Cầu và xã Minh Lập - Đồng Hỷ - Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ Y học, Trường Đại học Y – Dược Thái Nguyên.
8. Nguyễn Trần Oánh (Chủ biên), TS. Nguyễn Văn Viên, KS. Bùi Trọng Thủy (2007), Giáo trình sử dụng thuốc và bảo vệ thực vật, Trường Đại học Nông nghiệp, Hà Nội.
9. Trần Thị Vân Thi (2007), “Đánh giá sự tồn dư và tích lũy của các hợp chất ô nhiễm chứa clo khó phân hủy tại các vùng cửa sông và đầm phá Thừa Thiên Huế, miền Trung Việt Nam”, Báo cáo Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu Á, ĐHQGHN.
10. Thông tấn xã Việt Nam (2005), Loại bỏ dần 12 chất thải nguy hại ra khỏi cuộc sống.
11. Tổng cục Môi trường và Vụ Pháp chế (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật trong đất.
12. Nguyễn Văn Tư (2003), Nghiên cứu một số chỉ số hóa sinh, kiến thức hiểu biết, sức khỏe ở người sử dụng thuốc trừ sâu trong chuyên canh chè, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ, mã số B2001 – 04 – 08, Trường Đại học Y Khoa Thái Nguyên.
13. Nguyễn Thành Yên (2010), Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý chất thải nguy hại tại Việt Nam hiện nay, Hội nghị Môi trường toàn quốc lần thứ Ba, Hà Nội.
Tài liệu Tiếng Anh
14. A. Field & R. Sierra-Alvarez (2004). “Biodegradability of chlorinated solvents and related chlorinated aliphatic compounds”, Rev. Environ. Sci. Biotechnol, 3(3), pp. 185–254.
15. Allison N., Skinner A. J., Cooper R. A. (1983), “The dehalogenases of a 2,2- dichloropropionate degrading bacterium”, Journal General Microbiology, 129, pp. 1283-1293.
16.Ann Link (1991), “Chlorine, Pollution and the Parents of Tomorrow”, The Women's Environmental Network, 15(3), pp. 68-70.
17. Bayer A. G. (1987), Unpublished test on biodegradation of 3,4-DCA.
18. Bergman, J. G. and Sanik, J. Jr. (1957), “Determination of trace amounts of chlorine in Naphtha”, Analytical Chemistry 29, pp. 241-243.
19. Berry E. K. M., Allison N., Skinner A. J., Cooper R. A. (1979), “Degradation of the selective herbicide 2,2-dichloropropionate (Dalapon) by a soil bacterium”, Journal GenenalMicrobiology, 110, pp. 39- 45.
20. Chiba K., Yoshida T., Norihiro I., Nishimura H., Imada C., Yashuda H., Sako Y., (2009), “Isolation of bacterium possessing a haloacid dehalogenase from marine sediment core”, Microbes and Environments, 24(3), pp. 276- 279.
21. Doucette W.J., Hall A. J. and Gorder K. A. (2010), "Emissions of 1, 2- Dichloroethane from Holiday Decorations as a Source of Indoor Air Contamination", Ground Water Monitoring & Remediation, Vol. 30 (1), pp. 67–73.
22. Dwivedi, A. H. and Pande, U. C. (2001), “Photochemical degradation of halogenated compounds A review”, Scientific reviews and Chemical Communications, 2 (1), pp. 41-65.
23. Euro Chlor, Chlorine Industry Review 2007-2008, Belgium.
24. European Union Risk Assessment Report (2006), 3,4-Dichloroaniline, 4, pp. 202-448.
25. Eyferth, D. (2003), "The Rise and Fall of Tetraethyllead 2",
Organometallics, 22 (25), pp. 5154–5178.
26. Fetzner S and Ligens F (1994), “Bacterial dehalogenases Biochemistry, genetics, and biotechnological application”, Microbiol. Rev, 58 (4), pp. 641- 685.
27. Fortin N., Fulthorpe R. R., Allen D. G., Greer C. W. (1998), “Molecular analysis of bacterial isolates and total community DNA from kraft pulp mill effluent treatment systems”, Canadian Journal of Microbiology, 44(6), pp. 537-46.
28. Fred S. Tanaka, Ronald G. W. (1973), “Hydrolysis of aqueous solutions of sodium 2,2-dichloropropionate under self- induced alkaline conditions”,
29. Gilden RC, Huffling K, Sattler B (2010), "Pesticides and health risks", J. Obstet Gynecol Neonatal Nurs, 39 (1), pp.103–107.
30. González Valasco J. R., Aranzabal A., Lospez Fonseca R., Feret R., González- Marcos J. A. (2000), “Enhancement of the catalytic oxidation of hydrogen-lean chlorinated VOCs in the presence of hydrogen-supplying compounds”, Applied Catalysis B Environmental, 24(1), pp. 33-43.
31. Govender A. Pillay B. (2011), “Characterization of 1, 2-dichloroethane (DCA) degrading bacteria isolated from South African waste water”, African Journal of Biotechnology, 10(55), pp. 11567-11573.
32. Greaves, M. P., Davies, H. A. and Marsh, J. A. (1981), “Effects of pesticides on soil microflora using dalapon as an example”, Arch Environ Contam Toxicol, 10(4), pp. 437-49.
33. Gribble, Gordon W. (1994). "Natural Organohalogens - Many More Than You Think!", Journal of Chemical Education, 71(11), pp. 907–911.
34. Gribble, Gordon W. (2003). "The Diversity of Naturally Occurring Organohalogen Compounds.", Chemosphere, 52, pp. 289–297.
35. Habe H, Ide K, Yotsumoto M, Tsuji H, Hirano H, Widada J, Yoshida T, Nojiri H, Omori T. (2001), “Preliminary examinations for applying a carbazole-degrader, Pseudomonas sp. strain CA10, to dioxin-contaminated soil remediation”, Journal of Bacteriology, 181(10), pp. 105-113.
36. Hamid AAA, Hamdan S, Ariffin AHZ, Huyop F. (2010), “Molecular prediction of dehalogenase producing microorganism using 16S DNA analysis of 2,2 dichloropropionate degrading bacterium isolated from volcanic soil”, Journal of Biology Science, 10(3), pp. 190-199.
37. Hareland, W. A., Crawford, R. L., Chapman, P. J. and Dagley, S. (1975), “Metalolic function and properties of a 4-hydroxyphenyl acetic acid 1- hydroxylase from Pseudomonas acidovorans”, Journal of Bacteriology, 121, pp. 272-285.
38. Henschler, D. (1994), “Toxicity of Chlorinated Organic Compounds: Effects of the Introduction of Chlorine in Organic Molecules”, Angew. Chem., 33, pp. 1920–1935.
39. Hirsch P., Alexander M. (1960), “Microbial decomposition of halogenated propionic and acetic acids”, Can j microbial, 6, pp. 241-249.
40. Horisaki T, Yoshida E, Kaori S, Takemura T, Yamane T and Nojiri H. (2011), “Isolation and characterization of monochloroacetic acid – degradation bacteria”, J. Gen. Appl. Microbiol, 57, pp. 277-284.
41. Hunkeler D., Aravena R., Berry-Spark K., and Cox E. (2005), “Assessment of degradation pathways in an aquifer with mixed chlorinated hydrocarbon contamination using stable isotope analysis”, Environmental science & technology, Vol. 39 (16), pp. 7975-8111.
42. I.C. MacRae, Martin Alexander (1965), "Herbicide Degradation, Microbial Degradation of Selected Herbicides in Soil”, J. Agric. Food Chem., 13 (1), pp. 72–76.
43. Institute for Health and Consumer Protection (2006), Summary Risk Assessment Report of 3,4-DICHLOROANILINE (3,4-DCA), European Chemicals Bureau, Italy.
44. Iwaji Iwasaki, Satori Utsumi, Takejiro Ozawa (1952), “New Colorimetric Determination of Chloride using Mercuric Thiocyanate and Ferric Ion”,
Bulletin of The Chemical Society of Japan, 25(3), pp.226.
45. Jacobus, C. H. and Sybe, H., (1999), “Monooxygenase-mediated 1,2- Dichloro ethane degradation by Pseudomonas sp. strain DCA1”, Apply Environ Microbiol, 65(6), pp. 2466-2470.
46. Janssen D. B., Pries F., van der Ploeg J., Kazemier B., Terpstra P., Witholt B. (1989), “Cloning of 1, 2-dichloroethane degradation genes of
Xanthobacter autotrophicus GJ10 and expression and sequencing of the dhlA gene”, Journal of Bacteriology, 171, pp. 91-99.
47. Kurihara T. (2011), “A Mechanistic analysis of enzymatic degradation of Organohalogen Compounds”, Biosci. Bitechnol. Bioche, 75(2), pp.189-198.
48. Lauralynn, T McKernan, Avima M Ruder, Martin R Petersen, Misty J Hein (2008), “Biological exposure assessment to tetrachloroethylene for workers in the dry cleaning industry’’, Environmental Health, 7(12), pp. 159-162.
49. Lee, Fournier (1978), “A study on the evolution of 3,4-DCA and TCAB in some selected soils, 2 degradation of 14C-3, 4-DCA and 14C-TCAB”,
Journal Korean Agricutural Chemical Society, 2, pp. 71-80.
50. Marzorati M, Balloi A, Ferra F, Corallo L, Carpani G, Lieven W, Verstraete W. Daffonchio D. (2010), “Bacterial diversity and reductive dehalogenase redundancy in a 1,2-dichloroethane degrading bacterial consortium enriched from a contaminated aquifer, Microbial Cell Factories, 9, pp. 12.
51. Mowafy AM, Kurihara T, Kurata A, Uemura T, Esaki N. (2010), “2- haloacrulate Hydratase, a new class of flavoenzyme that catalyzes the addition of water to the substrate for dehalogenation”, Appl. Environ. Microbiol, 76(18), pp. 6032-6037.
52. Niki Gupta (2009), Chlorine in Medicine, India
53. Ordóñez S., Sastre H., Dı́ez F. V. (2001), “Catalytic hydrodechlorination of tetrachloroethylene over red mud”, Journal of Hazardous Materials, 81(1-2), pp. 103-114.
54.Poland A, Greenlee WF, Kende AS. (1979), “Studies on the mechanism of action of the chlorinated dibenzo-p-dioxins and related compounds”, Ann N Y Acad Sci., 31, pp. 214–230.
55. Rodriguez L. N. H. Khan F., Robins K. T., Meyer H. P. (2011), “Perspectives on Biotechnological halogenation”, Scientific article, 1, pp. 31. 56. S. Amini, A.H. Zulkifly, Wong Wen-Yong and F. Huyop (2011), “Molecular Identification and Characterization of a Bacterium that has Potential to Degrade Haloalkanoic Acid”, Research Journal of Microbiology, 6, pp. 552-559.
57. Sylvain Brisse, Francine Grimont and Patrick A. D. Grimont (2006),
58. Tian Li, Xin- Ping Deng, Jin- Jun Wang, Hui Zhao. Lei Wang, Kun Qian (2012), “Biodegradation of 3,4-Dichloroaniline by a Novel Myroides odoratimimus strain LWD09 with moderate salinity tolerance”, Water Air Soil Polluttion, 223, pp. 3271-3279.
59. Tixier C., Sancelme M., Ait-Aissa S., Widehem P., Bonnemoy F., Cuer A., Truffaut N., Veschambre H. (2002), “ Biotransformation of phenylurea herbicides by a soil bacterial strain, Arthrobacter sp. N2 structure, ecotoxicity and fate of diuron metabolite with soil fungi”, Chemosphere, 46(4), pp. 519-526.
60. Travkin VM, Solyanikova IP, Rietjens IM, Vervoort J, van Berkel WJ, Golovleva LA. (2003), “Degradation of 3,4-dichloro- and 3,4-difluoroaniline by Pseudomonas fluorescens 26-K”, J Environ Sci Health B., 38(2), pp.121-32. 61. Van den Wijngaard A.J., Van der KampK. W. H. J., Van der Ploeg J., Pries
F., Kazemier B., Janssen D. B. (1992), “Degradation of 1, 2-Dichloroethane by Ancylobacter aquaticus and other facultative methylotrophs”, Applied and Environmental Microbiology, 58(3), pp. 976-983.
62. Vinyl Environmental Council (2007), PVC Leads Climate Change Mitigation and Risk Reduction for Sustainable Development, Japan.
63. Wen, Y. W. and Fahrul, H. (2012), “Molecular identification and characterization of Dalapon-2,2-dichloropropionate (2,2 DCP) degrading bacteria from a rubber estate agricultural area”, African Journal of Microbiology Research, 6(7), pp. 1520-1526.
64. Wildeman S. D. and Verstraete W. (2003). "The quest for microbial reductive dechlorination of C2 to C4 chloroalkanes is warranted", Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 61 (2), pp. 94–102.
65. World Health Organization (1993), Persistent Organic Pollutants.
66. Xie-Feng Yao, Fazlurrahman K., Rinku P., Janmejay P., Roslyn G. M., Rakesh K. J., Jian-Hua Guo, Robyn J. R., John G. O., Gunjan P. (2011),
“Degradation of dichloroaniline isomers by a newly isolated strain, Bacillus megaterium IMT21”, Microbiology, 157, pp. 721-726.
67. Yadav J. S and Reddy C. A. (1993), “Mineralization of 2,4- dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and mixtures of 2,4-D and 2,4,5- trichlorophenoxyacetic acid by Phanerochaete chrysosporium”, Applied and Environmental Microbiology, 59, pp. 2904-2908.
68. Young M. K., Kunbawui P., Won C. K., Jae H. S, Jang E. K., Heui D. P., Koo R. (2007), “Cloning and characterization of a catechol degrading gene cluster from 3,4-dichloroaniline degrading bacterium Pseudomonas sp. KB35B”, Journal of Agricultural and Food chemistry, 55, pp. 4722-4727
Website 69. http//www.trangvangnongnghiep.com/bao-ve-thuc-vat/11009-thuoc-nhom- clo-huu-co.html 70. http //vietbao.vn/Khoa-hoc/ 71. http//suckhoedoisong.vn/2010060404122443p0c14/thuoc-bao-ve-thuc-vat- dang-hoa-chat-loi-it-hai-nhieu.htm 72. http//www.eurochlor.org/ 73. http//www.substech.com/dokuwiki/ 74. http//ytehagiang.org.vn/old/index.php?option=com_content&view=article&i d=423:tachaithuocbaovethucvatdenconnguoi&catid=94 75. http//phantichmoitruong.com 76. http//nicotex.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=154:co- che-tac-dong-cua-thuoc-bao-ve-thuc-vat&catid=44:tai-lieu-tham- thao&Itemid=66 77. http//www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_ENCB5696598.htm 78. http//greensol.com.vn/nuoc-cap/82-giai-phap-khu-clo-trong-nuoc