CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.6. Đánh giá hiệu quả khả năng xử lý chất hữu cơ của chủng vi khuẩn
R.capsulatus
Nhằm đánh giá khả năng xử lý chất hữu cơ của chủng R.capsulatus tiến hành
thí nghiệm ni chủng vi khuẩn này trên môi trƣờng nƣớc thải giả định bổ sung glucose để hàm lƣợng carbon đạt 10mgC/L; 50mgC/L; 100mgC/L; 200mgC/L; 400mgC/L, với nồng độ mặn 25‰ và pH=7. Thí nghiệm đƣợc tiến hành trong điều kiện chiếu sáng 3000 lux. Sự tích lũy sinh khối và xử lý chất hữu cơ của chúng đƣợc theo dõi trong 7 ngày. Kết quả đƣợc thể hiện trong hình 3.15.
Hình 3.15. Khả năng sinh trƣởng của vi khuẩn R.capsulatus sau 7 ngày
Kết quả từ hình 3.15 cho thấy chủng vi khuẩn R.capsulatus phân lập đƣợc, có khả năng sinh trƣởng trong tất cả các nồng độ carbon đƣợc khảo sát. Trong đó hàm lƣợng 50; 100; 200 và 400mgC/L có tốc độ và khả năng sinh trƣởng tốt hơn so với nồng độ 10mgC/L. Tại thời điểm thực hiện khảo sát sau 4 ngày ni cấy, nhận thấy khả năng tích lũy sinh khối ở các nồng độ 50; 100; 200; 400mgC/L cho kết quả tƣơng đƣơng nhau và đều đạt cực đại tại với mật độ ~ 15x108 CFU/ml. Trong khi đó ở nồng độ 10mg/L vi khuẩn chỉ đạt mật độ cao nhất là 12x108 CFU/ml thấp hơn nhiều so với các khoảng nồng độ đƣợc khảo sát.
Bằng việc khảo sát tốc độ sinh trƣởng của vi khuẩn R.capsulatus thông qua mật độ tế bào ở các ngƣỡng nồng carbon khác với các khoảng thời gian khác nhau, nhận thấy có sự sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn R.capsulatus trên môi trƣờng DSMZ – 27 có bổ sung carbon, phù hợp với nghiên cứu Mỵ Trần Hƣơng Trà đã công bố trƣớc đây cho loài Rhodobacteria (Trà, 2015).
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Ngày 0 Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3 Ngày 4 Ngày 5 Ngày 6 Ngày 7
Mậ t độ L OG (C FU /m L) 10mgC/L 50mgC/L 100mgC/l 200mgC/L 400mgC/L
37
Bảng 3.4. Biến đối hàm lƣợng chất hữu cơ và hiệu quả xử lý sau 7 ngày thử nghiệm
Hình 3.16. Khả năng xử lý COD của vi khuẩn R.capsulatus sau 7 ngày
Kết quả từ bảng 3.4 và hình 3.16 cho thấy vi khuẩn R. capsulatus có khả năng xử lý hợp chất hữu cơ ở nồng độ tƣơng đối cao. Trong các nghiệm thức khảo sát thì khả năng xử lý đạt kết quả tốt nhất ở các nồng độ 50; 100; 200; 400mgC/L đạt hiệu suất 80 -85%, còn ở nồng độ thấp 10mgC/L hiệu suất xử lý chỉ đạt 45%, qua đó có thể nhận thấy rằng hàm lƣợng chất hữu cơ càng cao thì chủng sinh trƣởng và có hiệu suất xử lý càng cao. Chứng tỏ vi khuẩn R. capsulatus phân lập đƣợc có thể phân hủy các chất hữu cơ và sử dụng chúng nhƣ nguồn cơ chất cho hoạt động sống của mình. Kết
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 1 2 3 4 5 6 7 N ồ n g độ COD Ngày 10mg/L 50mg/L 100mg/L 200mg/L 400mg/L Hàm lƣợng carbon
Có vi khuẩn Khơng vi khuẩn
Hàm lƣợng COD ngày 0 Hàm lƣợng COD ngày 7 Hiệu suất loại bỏ carbon (%) Hàm lƣợng COD ngày 0 Hàm lƣợng COD ngày 7 Hiệu suất loại bỏ carbon (%) 10mg/L 65 36 45% 65 50 16.60% 50mg/L 176 25 85.80% 176 126 28.40% 100mg/L 315 40 87.30% 315 280 11.10% 200mg/L 700 76 89% 700 650 7.14% 400mg/L 1426 219 84.60% 1426 1024 28.10%
38
quả này hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu của Mỵ Trần Hƣơng Trà và cộng sự và nghiên cứu của Costa và cộng sự. (Trà et al., 2015; Costa et al., 2017).
39
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Trên cơ sở các kết quả thu đƣợc, rút ra đƣợc một số kết luận sau đây:
1. Phân lập, định danh đƣợc một chủng vi khuẩn RH02 (Rhodobacter capsulatus) từ mẫu nƣớc thải ao nuôi tôm tại thơn Hiệp Hƣng, xã Bình Hải, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam, Xác định đƣợc điều kiện ni cấy thích hợp cho chủng này là môi trƣờng DSMZ – 27 tại nhiệt độ 28 -300C, pH =7, độ mặn 25‰.
2. Xác định đƣợc đƣờng cong sinh trƣởng cho chủng Rhodobacter capsulates phân lập đƣợc, xác định thời gian thu sinh khối trong khoảng 48 – 60h.
3. Khảo sát khả năng xử lý hợp chất hữu cơ của chủng vi khuẩn Rhodobacter capsulatus sau 7 ngày. Vi khuẩn có khả năng xử lý hợp chất hữu cơ với hiệu suất
đạt 80 -85% ở các nồng độ 50; 100; 200; 400mg/L.
2. Kiến nghị
1. Tạo chế phẩm sinh học có khả năng xử lý hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải từ vi khuẩn Rhodobacter capsulatus.
40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bắc, đ. T. (2020). Nghiên cứu khả năng tích lũy coenzyme q10.
Bergey’s. (2001). Mycoplasma. In Infectious Diseases in Obstetrics and Gynecology,
Sixth Edition.
Brenner, D. J., Krieg, R., Staley, J. T., & Garrity, G. M. (2005). Manual® of Systematic Bacteriology: Volume Two The Proteobacteria Part C The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria. In Bergey’s Manual of Bacterial Systematics (Vol. 2, Issue 2).
Bronstein, M., Schütz, M., Hauska, G., Padan, E., & Shahak, Y. (2000). Cyanobacterial sulfide-quinone reductase: Cloning and heterologous expression.
Journal of Bacteriology, 182(12), 3336–3344.
Brune, D C, & Govindjee. (1995). Sulfur compounds as photosynthetic electron donors. Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, 2, 847–870.
Brune, Daniel C. (1989). Sulfur oxidation by phototrophic bacteria. Brune DC (1989)
Sulfur Oxidation by Phototrophic Bacteria, Biochim. Biophys. Acta 975: 189- 221., 975(2), 189–221.
Buchanan, B. B., Evans, M. C. W., & Arnon, D. I. (1967). Ferredoxin-dependent carbon assimilation in Rhodospirillum rubrum. Archiv Für Mikrobiologie, 59(1–
3), 32–40.
CA, W. (1982). Dynamics of photosynthetic membrane composition and function.
Wraight CA (1982) Current Researchs on Photosynthesis, In Godvindjee (Ed), Photosynthesis, Vol.I, Academic Press. New York, London., 1058(2), 87–106.
Castenholz, R. W., & Pierson, B. K. (2006). Ecology of Thermophilic Anoxygenic Phototrophs. Anoxygenic Photosynthetic Bacteria, 87–103.
Clessceri. (1989). Clessceri LS, Greenberg AE, Trussel RR (1989) “Sulfur bacteria”. Standard methods for the examination of water and wastewater. 17th edition. American Public Health. In Health laboratory science (Vol. 4, Issue 3).
Costa, S., Ganzerli, S., Rugiero, I., Pellizzari, S., Pedrini, P., & Tamburini, E. (2017). Potential of Rhodobacter capsulatus grown in anaerobic-light or aerobic-dark conditions as bioremediation agent for biological wastewater treatments. Water (Switzerland), 9(2).
Đỗ Thị Liên. (2016). Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn tía quang hợp để xử lý Sulfide trong các nguồn nƣớc ơ nhiễm. 1–25.
Dưbereiner, J., Baldani, V. L. D., & Reis, V. M. (1995). Endophytic Occurrence of Diazotrophic Bacteria in Non-Leguminous Crops. Azospirillum VI and Related Microorganisms, 1993, 3–14.
Garimella, S., Kudle, K. R., Kasoju, A., & Merugu, R. (2017). Current Status on Single Cell Protein (SCP) Production from Photosynthetic Purple Non Sulphur Bacteria. Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, 10(2), 915–922.
41
Hoare, D. G., & Koshland, D. E. (1967). A method for the quantitative modification and estimation of carboxylic acid groups in proteins. Journal of Biological Chemistry, 242(10), 2447–2453.
Huang, C., Wu, H., Liu, Z. J., Cai, J., Lou, W. Y., & Zong, M. H. (2012). Effect of organic acids on the growth and lipid accumulation of oleaginous yeast Trichosporon fermentans. Biotechnology for Biofuels, 5(1), 4.
Hunter. (2009). Hunter CN, Daldal F, Thurnanuer MC and Beatty JT (2009), The Purple Phototrophic Bacteria, Chapter 1: An Overview of Purple Bacteria: Systematics, Physiology, and Habitats , pp 2-12. In ISSN 2502-3632 (Online) ISSN 2356-0304 (Paper) Jurnal Online Internasional & Nasional Vol. 7 No.1, Januari – Juni 2019 Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta (Vol. 53, Issue 9).
www.journal.uta45jakarta.ac.id
Imhoff JF, T. H. (1989). The phototrophic way of life. Imhoff JF, Trueper HG (1989)
Purple Non-Sulfur Bacteria (Rhodospirillaceae Pfennig and Trueper 197, 17AL), P: 1438-1680. In: Staley JT; Bryant M P; Pfennig N, and Holt JG. (Eds.). Bergey’ Manual of Systematic Bacteriology. Vol. 3. Williams and Wilkins. Ba, 9783642301, 203–257.
Klemme, J. H. (1974). Modulation by fumarate of a Pi-insensitive pyruvate kinase from Rhodopseudomonas capsulata. Archives of Microbiology, 100(1), 57–63. Kobayashi, H. A., Stenstrom, M., & Mah, R. A. (1983). Use of photosynthetic
bacteria for hydrogen sulfide removal from anaerobic waste treatment effluent.
Water Research, 17(5), 579–587.
Lakshmi, K. V. N. S., Sasikala, C., Ramana, V. V., Ramaprasad, E. V. V., & Ramana, C. V. (2011). Rhodovulum phaeolacus sp. nov. a phototrophic alphaproteobacterium isolated from a brown pond. Journal of General and Applied Microbiology, 57(3), 145–151.
Liên, Đ. T., Thị, Đ., Uyên, T., Hà, H. P., Thị, C., Mai, N., Thị, L., & Công, N. (2003).
LỰA CHỌN MỘT SỐ NGUỒN CARBON ĐỂ SẢN XUẤT SINH KHỐI VI KHUẨN TÍA QUANG HỢP CHỨA HÀM LƢỢNG PROTEIN CAO. 486–492.
Luking. (1976). Glycerol Utilization by a Mutant of Rhodopseudomonas capsulata. Luo, W., Deng, X., Zeng, W., & Zheng, D. (2012). Treatment of wastewater from
shrimp farms using a combination of fish, photosynthetic bacteria, and vegetation.
Desalination and Water Treatment, 47(1–3), 221–227.
Mack, E. E., Mandelco, L., Woese, C. R., & Madigan, M. T. (1993). Hicrnbiology.
363–371.
Madukasi, E. I., Chunhua, H., & Zhang, G. (2011). Isolation and application of a wild strain photosynthetic bacterium to environmental waste management.
International Journal of Environmental Science and Technology, 8(3), 513–522.
Minh, N. Van. (2011). THỰC TẬP VI SINH CƠ SỞ. 1996(2), 58–75.
Neralla, S., Weaver, R. W., Lesikar, B. J., & Persyn, R. A. (2000). Improvement of domestic wastewater quality by subsurface flow constructed wetlands.
42
Bioresource Technology, 75(1), 19–25.
Nguyễn Lân Dũng, Quyến, ; Nguyễn Đình, & Phạm Văn Ty. (2005). Giáo trình Vi sinh vật học. 178–396.
Okimasu, E., Matsumoto, M., Yoshida, Y., & Amemura, A. (1992). The Effect of Pigments of Rhodobacter capsulatus on Free Radicals and Application of the Bacterium as Feed to Fish Larvae. Nippon Suisan Gakkaishi, 58(8), 1487–1491. Payne, J., & Morris, J. G. (1969). Pyruvate carboxylase in Rhodopseudomonas
spheroides. Journal of General Microbiology, 59(1), 97–101. QCVN6186-1996. (n.d.). [vanbanphapluat.co] tcvn6186-1996.pdf.
Quayle, J. R. (1959). Carboxydismutase activity in formate- and oxalate-grown Pseudomonas oxalaticus (strai n 0 XI). 31, 587–588.
Quayle, J. R., & Pfennig, N. (1975). Utilization of methanol by rhodospirillaceae.
Archives of Microbiology, 102(1), 193–198.
Sayadi, M. H., & Nourzadeh, M. (2018). Potential of anaerobically digested poultry wastewater for metal biosorption by Rhodobacter blasticus and Rhodobacter capsulatus. 8(1), 47–55.
Schön, G., & Voelskow, H. (1976). Pyruvate fermentation in Rhodospirillum rubrum and after transfer from aerobic to anaerobic conditions in the dark. Archives of Microbiology, 107(1), 87–92.
Trà, M. T. H. (2015). Nghiên cứu nhân nuôi và sử dụng vi khuẩn rhodobacteria để xử
lý chất hữu cơ và sulfide trong nƣớc ơ nhiễm trên quy mơ phịng thí.
Viện nghiên cứu ni trồng thủy sản 1. (2013). Đề án: Kiểm sốt ơ nhiễm mơi trƣờng
nuôi trồng thủy sản (Tôm, Cá tra) đến năm 2020. 2020, 36.
Visscher, P. (1990). Visscher PT, Nijburg JW, van Germerden H (1990) Polysulfide utilization by Thiocapsa roseopersicina. Arch. Microbiol 19: 199 - 202.
Microbiology, 156(8), 2428–2437.
Visscher, P. T., & Taylor, B. F. (1993). Organic thiols as organolithotrophic substrates for growth of phototrophic bacteria. Applied and Environmental Microbiology, 59(1), 93–96.
Wang, J., Nie, X., Zhang, L., & Zhao, Z. (2016). Optimization of production procedures for coenzyme Q 10 from Rhodobacter sphaeroides. 8(7), 924–929.
Weaver, P. F., Wall, J. D., & Gest, H. (1975). Characterization of Rhodopseudomonas capsulata. Archives of Microbiology, 105(1), 207–216.
Wilson. (1988). Preparation of genomic DNA from bacteria. Methods in Enzymology,
529, 143–151.
Zhang, X., Shu, M., Wang, Y., Fu, L., Li, W., Deng, B., Liang, Q., & Shen, W. (2014). Effect of photosynthetic bacteria on water quality and microbiota in grass carp culture. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 30(9), 2523–2531.
43
PHỤ LỤC
Thành phần môi trƣờng DSMZ 27 bao gồm các thành phần sau: - Cao Nấm Men (0,3g/L) - Succinate - Na (1g/L) - Acetate (0,5g/L) - K2HPO4 (1g/L) - KH2PO4 (0,5g/L) - MgSO4.7H2O (0.4g/L) - CaCl2.2H2O (0,05g/L) - NH4Cl (0,4g/L) - Vi lƣợng Sl6 (*) (1 ml/L) - Dung Dịch Vitamin B12 (**) (0,4 ml/L) - Nƣớc Cất (1000 ml) - Nacl (20g/L) - pH 6,8 Dung dịch vi lƣợng SL6 (mg/l): HCl (25%) 6,5ml; FeCl2.4H2O 1,5g; H3BO3 0,3g; MnCl2.2H2O 0,03g; CoCl2.6H2O 0.2g; ZnSO4.7H2O 0,1g; CuCl2.2H2O 17mg; NiCl2.6H2O 24 mg; Na2MoO4.2H2O 36 mg, H2O 993ml.
Dung dịch vitamin B12: 10 mg trong 100 ml nƣớc đƣợc khử trùng bằng màng lọc và bổ sung vào môi trƣờng trƣớc khi sử dụng.
Mối tƣơng quan giữa OD660nm và Log (CFU/ml), đƣờng cong sinh trƣởng, tốc độ tăng trƣởng 0D600
Thời gian OD660 Log (CFU/ml) Tốc độ tăng
trƣởng 0h 0.12852 8.656878 - 12h 0.16145 8.759671 0.00098 24h 0.200627 8.881634 0.02136 36h 0.242637 9.012574 0.03355 48h 1.167317 11.89471 0.02648 60h 2.10372 14.81338 0.04476 72h 2.304161 15.43814 0.0482 84h 1.81191 13.90384 0.0395 96h 1.37344 12.53719 0.03086 108h 1.308184 12.33378 0.02952 120h 1.09186 11.65953 0.02481 144h 1.07186 11.59719 0.02436 156h 1.01142 11.40878 0.02300
44
Ảnh hƣởng của pH đến tốc độ tăng trƣởng Điều kiện chiếu sáng
pH Tốc độ tăng trƣởng 4 0.05±0.003 4.5 0.05±0.001 5 0.05±0.001 5.5 0.05±0.001 6 0.06±0.003 6.5 0.07±0.005 7 0.08±0.001 7.5 0.08±0.0004 8 0.07±0.007 8.5 0.06±0.002 9 0.05±0.0008
Điều kiện che tối
pH Tốc độ tăng trƣởng 4 0.04±0.001 4.5 0.038±0.0003 5 0.04±4.6E-05 5.5 0.043±0.001 6 0.046±0.0006 6.5 0.047±0.001 7 0.05±0.0003 7.5 0.046±0.003 8 0.043±0.001 8.5 0.043±0.001 9 0.04±0.0004 Ảnh hƣởng của độ mặn đến tốc độ tăng trƣởng Điều kiện chiếu sáng
Nồng độ Tốc độ sinh trƣởng 0‰ 0.23±0.005 10‰ 0.23±0.005 15‰ 0.23±0.005 20‰ 0.23±0.001 25‰ 0.27±0.003 30‰ 0.26±0.005 35‰ 0.21±0.001
Điều kiện che tối
Nồng độ Tốc độ sinh trƣởng 0‰ 0.023±0.002 10‰ 0.025±0.006 15‰ 0.03±0.004 20‰ 0.03±0.002 25‰ 0.03±0.002 30‰ 0.03±0.003 35‰ 0.024±0.002
45
Ảnh hƣởng của pH đến mật độ tế bào theo từng ngày trong điều kiện chiếu sáng
Khảo sát ảnh hƣởng của pH ban đầu
Khảo sát ảnh hƣởng của pH sau 7 ngày
Ảnh hƣởng của pH đến mật độ tế bào theo từng ngày trong điều kiện che tối
46
Khảo sát ảnh hƣởng của pH ban đầu
Ảnh hƣởng của độ mặn đến mật độ tế bào theo từng ngày trong điều kiện sáng và tối
Nuôi trong điều kiện sáng Nuôi trong điều kiện tối
Mật độ sinh trưởng của vi khuẩn theo từng ngày theo các nghiệm thức carbon