Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
62
Bảng 3.2 Khả năng phân hủy DDT, DDE, DDD bởi chủng FNA1
Chất ô nhiễm
Lƣợng thu hồi Lƣợng bị loại bỏ
Không có VSV (ppm) FNA1 (ppm) (ppm) (%) DDE 4,271 0,312 3,959 92,69 DDD 10,238 0,287 9,951 97,19 DDT 162,8 4,5 158,3 97.23
Đã có nhiều công bố về khả năng phân hủy sinh học DDT của vi sinh vật. Các nhóm vi sinh vật tiềm năng cho quá trình phân hủy DDT phục vụ cho xây dựng qui trình công nghệ khử độc đất nhiễm hỗn hợp DDT, HCH và các chất ô nhiễm hữu cơ chứa clo khác đƣợc quan tâm là nấm, xạ khuẩn và vi khuẩn. Theo các nghiên cứu thì có tới hơn 300 chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy DDT và các dẫn suất, một số vi sinh vật chuyển hoá DDT đã đƣợc công bố bao gồm Escheria coli, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas putida, Bacillus sp. v.v. và một số nấm nhƣ Saccharomyces cerevisiae, Phanerochaete chrysosporium, Trichoderma [29]. Quá trình chuyển hoá DDT
của các vi sinh vật đã đƣợc nghiên cứu phần lớn đều theo cơ chế đồng trao đổi chất. Cũng có thể chủng FNA1 đƣợc phân lập từ đất ô nhiễm DDT và các thuốc trừ sâu khác cũng phân hủy DDT theo cơ chế đồng trao đổi chất. Các nghiên cứu trƣớc đã sử dụng môi trƣờng muối khoáng chứa DDT nhƣng chủng FNA1 không phát triển, chủng này chỉ phát triển trên môi trƣờng có bổ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
63
sung saccharose. Tuy nhiên cần rất nhiều nghiên cứu tiếp theo để làm sáng tỏ cơ chế chuyển hóa DDE, DDD, DDT của chủng nấm sợi này.
Khả năng phân hủy hỗn hợp DDT của nấm FNA1 cao hơn hằn so với khả năng phân hủy của vi khuẩn đƣợc phân lập từ cùng mẫu nghiên cứu là BNA71 và BNA73 [6]. Hai chủng này phân hủy lần lƣợt là 12,53 % và 19,66 % DDT tổng sau 14 ngày nuôi cấy, trong khi chủng FNA1 phân hủy đƣợc 94,41 % sau 7 ngày. Điều này hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc cho thấy khả năng phân hủy DDT của nấm tốt hơn hẳn vi khuẩn và xạ khuẩn. Aislabie và cộng sự đã sử dụng chủng xạ khuẩn Terrabacter sp. DDE-1 để nghiên cứu khả năng phân huỷ sinh học của nó. Nồng độ DDE đã giảm từ 0,1 mg/ml xuống còn 0,062 mg/ml (48 %) sau 10 ngày nuôi cấy
Terrabacter sp. DDE-1 [10]. Johnson và Kennedy đã xác đ ịnh hiệu quả phân
hủy DDT của Ae robacter aerogenes và Bacillus subtilis lần lƣợt là 45 % và
30 % sau 24h với nồng độ ban đầu là 5µg/ml [31].
Bumpus và Aust đã sử dụng nấm đảm loài P. chrysosporium nghiên
cứu xử lý DDT trong môi trƣờng thiếu nitơ, sau 30 ngày nuôi cấy, khoảng 50 % DDT đã đƣợc chuyển hoá trong đó có 10 % đã đƣợc khoáng hoá hoàn toàn và thấy xuất hiện các sản phẩm của quá trình trao đổi chất nhƣ dicofol, FW- 152 và DBP [15]. Fernando (1989) kiểm tra khả năng phân huỷ 14C-DDT trong hỗn hợp đất và lõi ngô bởi nấm P. chrysosporiumi cho thấy sau 60 ngày 10% 14C chuyển sang dạng 14C-CO2, 5 % sang dạng hoà tan trong nƣớc và 18% ở dạng không thể tách chiết. Con đƣờng chuyển hóa DDT của vi khuẩn
E. Aerogenes đƣợc công bố bởi Wedemeyer năm 1976 cũng tạo ra sản phẩm
trung gian là DDD và DDE [41]. Từ kết quả phân tích DDD và DDE cho thấy hàm lƣợng DDD và DDE của mẫu có bổ sung chủng FNA1 thấp hơn nhiều của mẫu đối chứng. Số liệu này chứng tỏ chủng FNA1 có khả năng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
64
phân hủy cả DDT, DDD và DDE. So sánh khả năng chuyển hóa DDT và các dẫn xuất với con đƣờng chuyển hóa bởi hai chủng P. Chrysosporium, E. Aerogenes, chúng tôi nhận thấy kiểu phân hủy sinh học DDT của chủng FNA1 khá giống với các chủng nêu trên.
Nhƣ vậy chủng FNA1 có khả năng phát triển tốt và phân hủy DDT ở nồng độ rất cao trong thời gian ngắn. Còn rất nhiều chủng vi khuẩn và nấm khác đã đƣợc phát hiện có khả năng phân hủy DDT rất tốt với nồng độ rất thấp từ 0,1 – 2 ppm nhƣ loài Rhodotorula gracilis, Torulopsis utilis phân hủy
lần lƣợt 97 %, 94 % DDT với nồng độ ban đầu là 2ppm, còn loài Blepharisma
intermedium phân hủy 90 % DDT với nồng độ ban đầu là 1ppm. Bidlan và
Manonmani đã chứng minh chủng Serratia marcescens DT-1P làm giảm 50% DDT sau 48 giờ với nồng độ ban đầu là 5ppm. Kanoknit phân lập đƣợc 167 chủng từ tỉnh Songkhla, Thái Lan có khả năng phát triển trên môi trƣờng có chứa 25ppm DDT. Chỉ có năm chủng sinh trƣởng và phát triển và tạo vòng phân hủy ở nồng độ 100ppm DDT, sau 10 ngày nuôi cấy năm chủng này có khả năng phân loại bỏ từ 20,3 % đến 37,4 % DDT với nồng độ ban đầu là 25 ppm. Chúng mình trên cho thấy khả năng phân hủy DDT của chủng FNA1 cao hơn hẳn nhiều chủng đã đƣợc công bố [62].
Theo các khảo sát bƣớc đầu cho thấy chủng FNA1 sinh enzyme ngoại bào trên môi trƣờng chọn lọc đặc hiệu với chất cảm ứng là 100 ppm DDT. Đây có thể là một trong các lý do tại sao loài nấm sợi này phân hủy chuyển hóa DDE, DDD, DDT rất tốt so với các chủng vi sinh vật khác. Để tìm hiểu và ứng dụng chủng FNA1 nhƣ là một ứng cử viên cho phƣơng pháp tăng cƣờng sinh học xử lý đất nhiễm nặng hỗn hợp thuốc trừ sâu và côn trùng cần rất nhiều nghiên cứu sâu sắc hơn. Theo các kết quả thu đƣợc từ rất nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới thì enzyme ngoại bào do nấm đảm và mới nhất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
65
hiện nay enzyme do nấm sợi sinh tổng hợp đang mở ra triển vọng rất to lớn để xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm hứu cơ khó phân hủy (POPs) trong đó có DDT và các dẫn xuất của nó [26].