CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.3 Tổng quan về vấn đề ô nhiễm môi trường nước
1.3.3 Các loại vi sinh vật và vi khuẩn trong nước thải
Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao.
Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 5 nhóm lớn:
- Nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng 1,3 mm.
- Nhóm hình que (bacilli), có chiều rộng khoảng (0,3 ÷ 1,5) mm, chiều dài khoảng (1 ÷ 10) mm (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E. coli có chiều rộng khoảng 0,5 mm và chiều dài khoảng 2 mm).
- Nhóm vi khuẩn hình que cong, có chiều rộng khoảng (0,6 ÷ 1,0) mm và chiều dài khoảng (2 ÷ 6) mm.
- Nhóm vi khuẩn hình hình que xoắn ốc có chiều dài có thểlên đến 50 mm. - Nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 mm hoặc dài hơn.
Các vi khuẩn có khảnăng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bể xửlý. Do đó đặc điểm, chức năng của nó phải được tìm hiểu kỹ. Ngồi ra các vi khuẩn cịn có khảnăng gây bệnh và được sử dụng làm thông số chỉ
thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân.
hóa dịdưỡng. Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải. Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Về
mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong
điều kiện độẩm thấp và pH cao. Khơng có sự hiện diện của nấm, chu trình cacbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụtrong mơi trường.
Tảo: Gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồvà các dòng nước gây nên hiện
tượng "tảo nở hoa". Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị.
Nguyên sinh động vật: có cấu tạo cơ thểđơn bào, hầu hết sống hiếu khí hoặc yếm khí khơng bắt buộc chỉ có một số lồi sống yếm khí. Các nguyên sinh động vật quan trọng trong quá trình xửlý nước thải bao gồm các lồi Amoeba, Flagellate
và Ciliate. Các nguyên sinh động vật này ăn các vi khuẩn và các vi sinh vật khác
do đó, nó đóng vai trị quan trọng trong việc cân bằng hệ vi sinh vật trong các hệ
thống xử lý sinh học. Một số nguyên sinh động vật gây bệnh cho người như
Giardalamblia và Cryptosporium.
Động vật và thực vật: bao gồm các lồi có kích thước nhỏ như rotifer đến
các lồi giáp xác có kích thước lớn. Các kiến thức về các lồi này rất hữu ích trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm của các nguồn nước cũng như độc tính của các loại
nước thải. Vi rút là các lồi ký sinh bắt buộc, các loại vi rút phóng thích ra trong
phân người có khảnăng lây truyền bệnh rất cao. Một số lồi có khảnăng sống đến
41 ngày trong nước và nước thải ở 20 oC và 6 ngày trong nước sơng bình thường.
Các vi sinh vật chỉ thị việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân:
Coliforms và Fecal Coliforms: Coliform là các vi khuẩn hình que gram âm có khảnăng lên men lactose để sinh ga ở nhiệt độ (35 ± 0,5) oC, Coliform có khả năng sống ngồi đường ruột của động vật (tựnhiên), đặt biệt trong mơi trường khí hậu nóng. Nhóm vi khuẩn Coliform chủ yếu bao gồm các giống như Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella và cả Fecal coliforms (trong đó E. coli là
lồi thường dùng để chỉ định việc ơ nhiễm nguồn nước bởi phân). Chỉ tiêu tổng
Coliform khơng thích hợp để làm chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bẩn nguồn nước bởi phân. Tuy nhiên việc xác định sốlượng Fecal coliform có thể sai lệch do có
một số vi sinh vật (khơng có nguồn gốc từ phân) có thể phát triển ở nhiệt độ 44 oC.
Do đó số lượng E. coli được coi là một chỉ tiêu thích hợp nhất cho việc quản lý nguồn nước.
Fecal streptococci: nhóm này bao gồm các vi khuẩn chủ yếu sống trong
đường ruột của động vật như Streptococcus bovis và S. equinus; một số lồi có phân bố rộng hơn hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật như S. faecalis và S. faecium hoặc có 2 biotype (S. faecalis và liquefaciens và loại S. faecalis có khả năng thủy phân tinh bột). Các loại biotype có khảnăng xuất hiện cả trong nước ô nhiễm và không ô nhiễm. Việc đánh giá số lượng Faecal streptococci trong nước thải được tiến hành thường xuyên; tuy nhiên nó có các giới hạn như có thể lẫn lộn với các biotype sống tự nhiên; F. streptococci rất dễ
chết đối với sựthay đổi nhiệt độ. Các thử nghiệm về sau vẫn khuyến khích việc sử
dụng chỉ tiêu này, nhất là trong việc so sánh với khảnăng sống sót của Salmonella.
Ở Mỹ, sốlượng 200 F. coliform/100 mL là ngưỡng tới hạn trong tiêu chuẩn quản lý các nguồn nước tựnhiên đểbơi lội.
Clostridium perfringens: đây là loại vi khuẩn chỉ thị duy nhất tạo bào tử trong
mơi trường yếm khí; do đó nó được sử dụng để chỉ thị các ô nhiễm theo chu kỳ
hoặc các ô nhiễm đã xảy ra trước thời điểm khảo sát do độ sống sót lâu của các bào tử. Trong việc tái sử dụng nước thải chỉtiêu này được đánh giá là rất hiệu quả, do các bào tử của nó có khảnăng sống sót tương đương với một số loại vi rút và trứng ký sinh trùng.
Việc phát hiện, xác định từng loại vi sinh vật gây bệnh khác rất khó, tốn kém thời gian và tiền bạc. Do đó để phát hiện nguồn nước bị ơ nhiễm bởi phân người ta dùng các chỉ định như là sự hiện diện của Fecal Coliforms, Fecal Streptocci, Clostridium perfringens và Pseudomonas acruginosa. Cũng cần phải nói thêm rằng mối quan hệ giữa sự chết đi của các vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vật gây bệnh
chưa được thiết lập chính xác. Ví dụkhi người ta khơng cịn phát hiện được Fecal
Coliform nữa thì khơng có nghĩa là tất cả các vi sinh vật gây bệnh đều đã chết hết. Trong quá trình thiết kế các hệ thống xử lý các nhà khoa học và kỹ thuật phải hạn chế tối đa các ảnh hưởng của chất thải tới sức khoẻ cộng đồng. Mỗi nước, mỗi địa
phương thường có những tiêu chuẩn riêng để kiểm tra khống chế. Do kinh phí và
coli hoặc tổng Coliform đểqui định chất lượng các loại nước thải.