Để hạn chế ảnh hưởng của các chất còn lại trong môi trường nuôi vi khuẩn khi cấy bổ sung vào nước ao nuôi cá tra. Dịch huyền phù vi khuẩn được ly tâm thu sinh khối. Sinh khối hòa vào nước cất vô trùng, sau đó cấy bổ sung vào nước ao nuôi cá tra. Hàm lượng PO43- trong nước ao nuôi cá tra ban đầu khoảng 3,5 mg/l.
Hình 10: Biến đổi hàm lượng PO43- theo thời gian giữa 2 nghiệm thức
Theo dõi sự biến đổi hàm lượng PO43- theo thời gian giữa 2 nghiệm thức DC và thí nghiệm (TGT025L+TGT013L). Kết quả Hình 8 cho thấy hàm lượng PO43- có xu hướng biến đổi khác nhau giữa 2 nghiệm thức DC và thí nghiệm. Ở nghiệm thức đối chứng có sự tăng nhẹ hàm lượng PO43- sau 24 giờ đầu, sau đó giảm nhẹ và duy trì hàm lượng ở khoảng 4,6 mg/l. Ngược lại, ở nghiệm thức thí nghiệm hàm lượng PO43- giảm theo thời gian. Hiệu quả loại bỏ phosphat trong môi trường ở nghiệm thức thí nghiệm đạt 33,69% sau 24 giờ và 80,9% sau 48 giờ cấy bổ sung vi khuẩn. Hàm lượng phosphat hòa tan còn lại trong môi trường rất thấp [0,7 mg/l, (Hình 10)]. Ở hàm lượng PO43- này sẽ hạn chế sự tăng trưởng và phát triển mạnh mẽ của tảo, nguyên nhân gây ra sự phú dưỡng hóa và hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trong nước (Boyd, 1998).
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5. 1 Kết luận
Vi khuẩn tích lũy poly-phosphat là nhóm vi khuẩn có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải bằng con đường sinh học. Chúng hấp thu lượng lớn phosphat hòa tan và tích lũy thành poly-phosphat nội bào, góp phần vào quá trình loại bỏ phospho hòa tan trong quá trình xử lý. Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy, các dòng vi khuẩn tích lũy poly-P được tuyển chọn có hiệu suất loại bỏ phosphat hòa tan cao. Hai 2 dòng vi khuẩn
Acinetobacter radioresistens TGT013L và Kurthia sp. TGT025L cho hiệu quả loại bỏ PO43- cao nhất trong môi trường tổng hợp sau 25 giờ thí nghiệm. Sự loại bỏ PO43- được thực hiện bởi hoạt động của gen ppk 1 dạng IIA trong quá trình chuyển hóa phosphat thành dạng poly-P tích lũy trong tế bào. Tổ hợp 2 dòng vi khuẩn này mang lại hiệu quả loại bỏ phosphat hòa tan trong nước ao nuôi cá tra cao nhất và hàm lượng PO43- còn lại trong môi trường thấp nhất.
Kết quả nghiên cứu đã được đăng trong kỷ yếu hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc diễn ra ngày 27 tháng 9 năm 2013 tại Hà Nội.
5. 2 Đề nghị
Ứng dụng tổ hợp vi khuẩn xử lý phosphat hòa tan trong nước ao nuôi cá tra trong mô hình thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
Dương Tấn Lộc. 2006. Để thị trường cá tra bền vững. Tạp chí khoa học Cần Thơ. 16 , 20- 23.
Huỳnh Trường Giang, Vũ Ngọc Út và Nguyễn Thanh Phương. 2008. Biến động các yếu tố môi trường trong ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở An Giang. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, (1),pp.1-9
Lê Anh Tuấn. 2008. Nước cho nuôi trồng thủy sản trong chiến lược quy hoạch thủy lợi đa mục tiêu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Tạp chí Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ, 2, pp. 205-209.
Lê Bảo Ngọc. 2004. Đánh giá chất lượng môi trường ao nuôi cá Tra (Pangasius hypophthalmus) thâm canh ở xã Tân Lộc, huyện Thốt Nốt, Thành Phố Cần Thơ. Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng, Luận văn cao học, Đại học Cần Thơ. Nguyễn Văn Châu. 2008. Bài giảng công nghệ xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản.
NXB Đại học Quốc gia TP. HCM.
Trần Bá Cừ, Nguyễn Thu Hiền, Trần Bá Hoành, Trần Mạnh Kỳ, Đặng Văn Sử, Lê Đĩnh Thái, Nguyễn Văn Thân, Phạm Ngọc Thịnh. 2003. Từ điển bách khoa sinh học, NXB Kỹ thuật, Chương 4.
Tiếng Anh
Ahn J., S. Schroeder, M. Beer, S. Mcllroy, R. C. Bayly, J. W. May, G. Vasiliadis and R. J. Seviour. 2007. Ecology of the Microbial Community removing Phosphate from Wastewater under Continuously Aerobic Conditions in a Sequencing Batch Reactor.
Applied and Environmental Microbiology, 73, pp.2257 - 2270.
Auling G., F. Pilz, H-J. Busse, S. Karrash, M. Streichan and G. Schon. 1991. Analysis of the poly-P accumulating microflora in Prus eliminating, anaerobic-aerobic activated sludge systems by using Diaminopropane as a biomarker for rapid estimation of
Acinetobacter spp. Applied and Environmental Microbiology, pp. 3585-3592.
Barker P. S., P. C. Dold. 1996. Denitrification behavior in biological excess phosphorus removal activated sludge system. Water res, 30, pp. 769-780.
Beer M., H. M. Stratton, P. C. Griffiths and R. J. Seviour. 2006. Which are the polyphosphate accumulating organisms in full scale activated sludge enhanced biological phosphate removal system in Austalia?. Applied of Microbiology, 100, pp. 233-243.
Bond P. L., P. Hugenholtz, J. Keller And L. L. Blackall. 1995. Bacterial community structure of phosphate removing and non-phosphate removing activated sludges from sequencing batch reactor. Applied and Environmental Microbiology, 61(5), pp. 1910-1916.
Bond P. L., R. Erhart, M. Wagner, J. Keller, L. L. Blackall. 1999. Identification of some of the the major groups of bacteria in efficient anf non-efficient biolical phosphorus removal activated sludge systems. Appl. Environ. Microbiol., 65(9), pp. 4077-4088. Boswell C. D., R. E. Dick, H. Eccles and L. E. Macaskie. 2001. Phosphate uptake and
release to heavy metal accumulation, Journal of industrial Microbiology & Biochechnology, 26, pp.33-340.
Boyd C. E. 1998. Water quanlity for pond aquaculture. Deparment of fisheries and apllied aquacultures aubum University. Alabama 36849 USA.
Carr E. H. Eason, S. Feng, A. Hoogenraad, R. Croome, J. Soddell, K. Lindrea and R. Seviour. 2001. RAPD-PCR typing of Acinetobacter isolates from activated sludge systems designed to remove phosphorus microbiologically. Journal of Applied microbiology, 90, pp. 309-319.
Crocetti G. R., P. Hugenholtz, P. L. Bond, A. Schuler, J. Keller, D. Jenkings, and L. L. Blackall. 2000. Identification of Poly-P-Accumulating Organisms and Design of 16S rRNA-Directed Probes for Their Detection and Quantitation. Applied and environmental microbiology, 66(3), pp.1175-1182.
Davelaar D. 1993. Ecological significance of bacterial polyphosphate metabolism in sediment. Hydrobiologia, 253, pp.179–192.
De Silva S. S., B. A. Ingram, Phuong T. Nguyen, Tam M. Bui, Geoff J. Gooley, Giovanni M. Turchini. 2010. Estimation of Nitrogen and Phosphorus in Effluent from the Striped Catfish Farming Sector in the Mekong Delta, Vietnam. Royal Swedish Academy of Sciences(www.kva.se/en).
Filipe C. D. M, G. T. Daigger, C. P. Leslie Grady Jr. 2001. Stoichiometry and kinetics of acetate uptake under anaerobic conditions by an enrichment culture of phosphorus accumulating organisms at different pHs. Biotechnology and bioengineering, 76(1), pp. 32-43.
Fuhs G. W. and M. Chen. 1975. Microbiological basis of phosphate removal in the activated sludge process for treatment of wastewater. Microbial. Ecol, 2(2), pp.119-138.
Gächter, R., J. S. Meyer & A. Mares. 1988. Contribution of bacteria to release and fixation of phosphorus in lake sediments. Limnology and Oceanography, 33, pp.1542–1558. Gloess S., H-P. Grossart, M. Allgaier, S. Ratering and M. Hupfer. 2008. Use of Laser
microdissection for phylogenetic characterization of polyphosphate accumulating bacteria. Applied and Environmental Microbiology, 74(13), pp. 4231-4235.
He Shaomei and K. D. McMahon. 2011. ‘Candidatus accumulibacter’ gen expression in response to dynamic EBPR conditions. The ISME journal, 5, pp. 329-340.
He Shaomei, Daniel L. Gall, and Katherine D. McMahon. 2007. “Candidatus Accumulibacter” Population Structure in Enhanced Biological Photphorus Removal Sludges as Revealed by Poly-P Kinase Genes. Applied and Environmental Microbiology, 73, pp.5865 - 5874.
Hesselmann R. P. W., C. Werlen, D. Hahn, J. R. van der Meer, A. J. B. Zehnder. 1999. Enrichment, phylogenetic analysis and detection of a bacterium that performs enhanced biological phosphrus removal im activated sludge. Sust. Appli. Microbial., 22(3), pp. 454-465.
Hoben H. J. and P. Somasegaran. 1982. Comparison of the Pour, Spread, and Drop Plate Methods for Enumeration of Rhizobium spp. in Inoculants Made from Presterilized Peat. Applied and Environmental Microbiology, 44, pp. 1246 – 1247.
Ivanov V., V. Stabnikov, W. Q. Zhuang, J. H. Tay and S. T. L. Tay. 2005. Phosphate removal from the retunred liquor of munucipal wastewater treatment plant using iron recucing bacteria. Journal of Applied Microbiology, 98, pp. 1152-1161.
Kampfer P., R. Erhart, C. Beimfohr, J. Bohringer, M. Wagner and R. Amann. 1996. Characterization of bacterial communities from activated sludge: culture-dependent numerical identification versus in situ identification using group-and genus-specifc rRNA-targeted oligonucleotide probes. Microbial. Ecol., 32, pp.101-121.
Khoshmanesh A., B. T. Hart, A. Duncan, R. Beckett. 1999. Biotic uptake and release of phosphorus in a wetland sediment. Environ Technol., 20, pp.85–91.
Kong Y., J. L. nielsen and P. H. Nielsen. 2005. Identify ecophysiology of uncultured Actinobacterial poly-P accumulating organisms in full scale enhanced biological Prus removal plants. Applied and Environmental Microbiology, 71(7), pp. 4076- 4085.
Lane, D. J. 1991. 16S/23S rRNA sequencing. In Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematics ed. Stackebrandt, E. and Goodfellow, M. pp. 115–175. Chichester: John Wiley and Sons.
Le Quang Khoi and Cao Ngoc Diep. 2013a. Isolation and phylogenetic analysis of polyphosphate accumulating organisms in water and sludge of intensive catfish ponds in the Mekong Delta, Vietnam. American Jornal of Life Scienses, 1(2), pp. 61- 71.
Lê Quang Khôi và Cao Ngọc Điệp. 2013b. Phân lập và phân tích sự đa dạng vi khuẩn tích lũy polyphôtphat trong chất thải trại chăn nuôi heo ở Đồng Bằng Sông Cửu Long. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 10(2), pp. 58-67.
Lin-lin B., LI Dong, LI Xiang-kun, H . Rong-xin, Z. Jie, LV Yang, XIA Guang-qing. 2007. Phosphorus accumulation by bacteria from continuos-flow two-sludge system. Journal of environmental sciences, 19, pp. 391-395.
Liu W. T. 1995. Function, dynamics, and diversity of microbial population in anaerobic aerobic activated sludge processes for biological phosphate removal. Ph.D. thesis, University of Tokyo.
Liu W., A. T. Nielsen, J. Wu, C. Tsai, Y. Matsuo, S. Moloin. 2001. In situ identification of polyhydroxyalkanoate accumulating traits for microbial populations in a biological phosphorus removal process. Environ. Microbiol., 3(2), pp. 110-122.
McMahon K. D., M. A. Dojka, N. R. Pace, D. Jenkins and J. D. Keasling. 2002. Polyphosphate kinase genes from activated sludge carrying out enhanced biological phosphorus removal. Appl. Environ. Microbiol, 68, pp. 4971-4978
Mino, T., Van Loosdrecht, M.C.M., and Heijnen, J.J. .1998. Microbiology and biochemistry of the enhanced biological phosphate removal process. Water Res 32, pp. 3193–3207.
Nakamura K., Hiraishi A., Yoshimi Y., Kawarasaki M.,Masuda K. and Kamagata Y.1995. Microlunatus phos-phovorus gen.nov., sp. nov., a new Gram-positive poly- phosphate accumulating bacterium isolated from activated sludge. Int. J. Syst. Bacteriol, 45, pp.17-22.
Nakamura K., K. Masuda., and E. Mikami. 1991. Isolation of a new type of poly-P accumulating bacteria and its phosphate removal characristics. Journal of fermentation and bioengineering, 71, pp. 258-263.
Nguyen H. T. T., L. V. Quy, A. A. Hansen, J. L. Nielsen and H. Nielsen. 2011. High diversity and abundence of putative poly-P accumulating Tetrasphaera related in activated sludge systems. Microbiol Ecol., 76, pp. 256-267.
Oehmen A., P. C. Lemos, G. Carvalho, Z. Yuan, J. Keller, L. L. Backall, M. A. M. Reis. 2007. Advances in enhanced biological Prus removal: from micro to macro scale.
Water Research, 41, pp. 2272-2300.
Ohtake H, K. Takahashi, Y. Tsuzuki and K. Toda. 1985. Uptake and release of phosphate by a pure culture of Acinetobacter calcoaceticus. Water res., 19(12), pp. 1587-1594. Peng J. F., B. Z. Wang, Y. H. Song, P. Yuan, Z. H. Liu. 2007. Adsorption and release of
phosphorus in the surface sediment of a wastewater stabilization pond. Ecol Eng, 31, pp. 92–97.
Phan Lam T., Tam M. Bui, Thuy T. T. Nguyen, Geoff J. Gooley, Brett A. Ingram, Hao V. Nguyen, Phuong T. Nguyen, Sena S. De Silva. 2009. Current status of farming practices of striped catfish, Pangasianodon hypophthalmus in the Mekong Delta, Vietnam. Aquaculture, 296, pp. 227-236.
Shoda M., T. Ohsumi and S. Udaka. 1980. Screening for high phosphate accumulating bacteria. Agric. Biol. Chem., 44(2), pp. 319-324.
Sidat M., F. Bux and H.C. Kasan. 1999. Poly-P accumulation by bacteria isolated from activated sludge. Water SA., 25(2).
Stephenson T. 1987. Acinetobacter: Its role in biological phosphorus removal. In advances in water pollution control: Biological phosphae removal from wastewater, Ramadori R. (Ed.): Pergamon Press: Oxford. United Kingdom, pp. 313-316.
Szabó G., B. Khayer, A. Rusznyák, I. Tátrai, G. Dévai, K. Márialigeti and A K. Borsodi. 2011. Seasonal and spatial variability of sediment bacterial communities inhabiting the large shallow Lake Balaton. Hydrobiologia, 663, pp. 217-232.
Tamaki H., Y. Sekiguchi, S. Hanada, K. Nakamura, N. Nomura, M. Matsumura and Y. Kamagata. 2005. Comparative analysis of bacterial diversity in freshwater dediment of a shallow eutrophic lake by molecular and improved cultivation based techniques. Applied and environmental microbiology, 71(4), pp. 2162-2169.
Tamura K., D. Peterson, N. Peterson, G. Stecher, M. Nei and S. Kumar. 2011. MEGA5: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Using Maximum Likelihood, Evolutionary Distance, and Maximum Parsimony Methods. Mol. Biol, 28(10), pp. 2731–2739.
Tandoi V., M. Majone, J. May and R. Ramadori. 1998. The behaviour of polyphosphate accumulating Acinetobacter isolates in an anaerobic-aerobic chemostat. Wat. Res., 32(10), pp. 2903-2912.
Usharani K., M. Muthuchamy, L. Perumalsamy. 2011. Biological removal of phosphate from synthetic wastewater using bacterial consortium. Iranian Journal of Biotechnology, 9(1), pp. 37-49.
van Loosdrecht M. C. M., C. M. Hooijmans, D. Brdjanovic, J. J. Heijnen. 1997. Biological phosphate removal processes. Appl. Microbiol Biotechnol., 48, pp. 289- 296.
Van Veen H. W., T. Abee, G. J. J. Korstee, H. Pereira, W. N. Konings, A. J. B. Zehnder. 1994. Generation of a proton motive force by the excretion of metal phosphate in the poly-P accumulating Acinetobacter johnsonii strain 210A. J. Biol. Chem., 269 (3).
Wagner M., R. Erhart, W. Manz, R. Amann, H. Lemmer, D. Wedi and K. H. Schleifer. 1994. Development of an rRNA-targeted oligonucleotide probe specific for the genus Acinetobacter and its application for in situ monitoring in activated sludge.
Appl.Environ. Microbiol, 60(3), pp. 792-800.
Wentzel M. C., P. L. Dold, G. A. Ekama, G. V. R. Marais. 1989. Enhanced polyphosphate organisms culture in activated sludge sysrem. Part III: Kinetic model. Water SA, 15 (2), pp. 89-102.
Wong M. T., T. Mino, R. J. Seviour, M. Onuki, W. T. Liu. 2005. In situ identification and characterization of the microbial community structure of full-scale enhanced biological Prus removal plants in Japan. Water Res., 39(13), pp. 2901-2914.
Zhou A. M., H. X. Tang, D. S. Wang. 2005. Phosphorus adsorption on natural sediments: modeling and effects of pH and sediment composition. Water Res., 39, pp.1245– 1254.