vỏ nhầy trên môi trường nghèo dinh dưỡng, lớp vỏ nhầy bị tiêu biến dần do bị sử dụng làm chất dinh dưỡng.
c. Màng tế bào chất (Cell membran)
Màng tế bào chất còn gọi là màng nguyên sinh chất là một lớp màng nằm dưới thành tế bào, có độ dày khoảng 4 ÷ 5 nm, chiếm 10 ÷ 15% trọng lượng tế bào vi khuẩn.
Màng tế bào chất có nhiều chức năng quan trọng: duy trì áp suất thẩm thấu của tế bào, đảm bảo việc chủ động tích luỹ chất dinh dưỡng và thải các sản phẩm trao đổi chất ra khỏi tế bào. Màng tế bào chất là nơi sinh tổng hợp một số thành
phần của tế bào, đặc biệt là thành phần của thành tế bào và vỏ nhầy, là nơi chứa một số men quan trọng như permeazase, ATP-ase,...
Thành phần hoá học của màng tế bào chất đơn giản hơn của thành tế bào nhiều. Bao gồm photpholipid và protein sắp xếp thành 3 lớp: lớp giữa là photpholipid, hai lớp ngoài là protein. Ngoài hai thành phần chính trên, màng tế bào chất cịn chứa một số chất khác như hydratcacbon, glycolipid,…
d. Tế bào chất (Cytoplast)
Tế bào chất là thành phần chính của tế bào vi khuẩn, đó là một khối chất keo bán lỏng chứa 80 ÷ 90% nước, còn lại là protein, hydratcacbon, lipid, axit nucleic v.v... Hệ keo có tính chất dị thể, trạng thái phân tán, luôn luôn biến đổi phụ thuộc vào điều kiện mơi trường. Khi cịn non tế bào chất có cấu tạo đồng chất, bắt màu giống nhau. Khi già do xuất hiện không bào và các thể ẩn nhập, tế bào chất có trạng thái bắt màu khơng đều. Tế bào chất là nơi chứa có cơ quan quan trọng của tế bào như: nhân tế bào, mezosome, ribosome và các hạt khác.
e. Mezosome
Mezosome là một thể hình cầu trong giống như cái bong bóng gồm nhiều lớp màng cuộn lại với nhau, có đường kính khoảng 250 nm. Mezosome chỉ xuất
hiện khi tế bào phân chia, nó có vai trị quan trọng trong việc phân chia tế bào và hình thành vách ngăn ngang. Một số enzym phân huỷ chất kháng sinh như penicilinase được sinh ra từ mezosome.
f. Ribosome
Ribosome là nơi tổng hợp protein của tế bào, chứa chủ yếu là ARN và
protein. Ngồi ra có chứa một ít lipid, và một số chất khống. Ribosome có đường
kính khoảng 200Å, cấu tạo bởi 2 tiểu thể - một lớn, một nhỏ. Tiểu thể lớn có hằng số lắng là 50S, tiểu thể nhỏ 30S (1S = 1 ÷ 13 cm/giây)
Mỗi tế bào vi khuẩn có trên 1000 ribosome, trong thời kỳ phát triển mạnh của nó, số lượng ribosome tăng lên. Không phải tất cả các ribosome đều ở trạng thái hoạt động. Chỉ khoảng 5 ÷ 10% ribosome tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Chúng liên kết nhau thành một chuỗi gọi là polysome nhờ sợi ARN thơng tin.
Trong q trình tổng hợp protein, các ribosome trượt dọc theo sợi ARN thông tin như kiểu đọc thông tin. Qua mỗi bước đọc, một axit amin lại được gắn
thêm vào chuỗi polypeptid.
g. Thể nhân (Nuclear body)
Vi khuẩn thuộc loại prokaryote, bởi vậy cấu tạo nhân rất đơn giản, chưa có màng nhân. Thể nhân vi khuẩn chỉ gồm một nhiễm sắc thể hình vịng do một phân tử ADN cấu tạo nên dính một đầu vào màng tế bào chất khơng có thành phần protein như nhân tế bào bậc cao. Chiều dài phân tử AND thường gấp 1000 lần chiều dài tế bào, mang tồn bộ thơng tin di truyền của tế bào vi khuẩn.
h. Các hạt khác trong tế bào
Trong tế bào vi khuẩn ngoài các cấu trúc nói trên cịn có một số hạt mà số lượng và thành phần của nó khơng nhất định. Sự có mặt của chúng phụ thuộc vào
điều kiện môi trường và vào giai đoạn phát triển của vi khuẩn. Nhiều loại hạt có
tính chất như chất dự trữ, được hình thành khi tế bào tổng hợp thừa các chất đó và
được tiêu hao khi tế bào cần đến. Các hạt này bao gồm hạt hydratcacbon, hạt
polyphotphat vô cơ, các giọt lipid, lưu huỳnh, các tinh thể Ca và các hạt sắc tố.
i. Tiên mao và nhung mao
Tiên mao là cơ quan di động của vi khuẩn. Tiên mao thường có chiều
rộng 10 ÷ 25 nm, chiều dài thay đổi tuỳ theo lồi vi khuẩn. Tiên mao có bản chất
protein, bị phân giải ở nhiệt độ 600C hoặc ở môi trường axit.
Nhung mao: khác với tiên mao, nhung mao không phải là cơ quan di
làm tăng diện tiếp xúc với thức ăn, ngồi ra cịn dùng để bám vào giá thể. Nhung
mao còn được dùng làm cầu nối nguyên sinh chất trong quá trình tiếp hợp giữa hai vi khuẩn
2.2.5. Cơ chế hấp phụ vi khuẩn của bentonite
Tính chất hấp phụ của bentonite được quyết định bởi đặc tính bề mặt và cấu trúc xốp của chúng. Với kích thước hạt nhỏ hơn 2µ m và do đặc điểm của cấu trúc mạng lưới tinh thể, bentonite có bề mặt riêng lớn. Theo tính tốn bề mặt hình học của bentonite khoảng 500 ÷ 760 m2/g, trong khi đó bề mặt của cao lanh chỉ là 15 ÷ 20 m2/g, của Al(OH)3 là 70 ÷ 200 m2/g [5].
Bề mặt bên trong được xác định bởi bề mặt của khoảng không gian giữa các lớp trong cấu trúc tinh thể. Như chúng ta đã biết, khoảng cách cơ bản giữa các lớp bị thay đổi phụ thuộc vào loại cation trao đổi giữa các lớp, phụ huộc vào cấu trúc và tính chất của chất bị hấp phụ. Vì vậy, bề mặt trong của bentonite cũng bị thay đổi trong q trình hấp phụ.
Bề mặt ngồi được xác định bởi bề mặt các mao quản chuyển tiếp. Các mao quản này tạo nên do sự tiếp xúc của các hạt bentonite và có kích thước khoảng 40 ÷ 90Å [5]. Diện tích bề ngồi và kích thước mao quản chuyển tiếp phụ thuộc vào kích thước hạt bentonite. Hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt ngồi càng lớn và kích thước mao quản chuyển tiếp càng nhỏ.
Sự hấp phụ ở bề mặt trong của bentonite chỉ xảy ra khi chất bị hấp phụ là chất hữu cơ ở dạng ion hoặc chất hữu cơ phân cực.
Đối với các chất hữu cơ dạng ion thì bentonite hấp phụ chúng theo cơ chế
trao đổi ion. Sự hấp phụ trao đổi này phụ thuộc vào điện tích, hình dạng và kích
thước của ion đó. Dung lượng trao đổi cation của bentonite lớn hơn dung lượng trao
đổi anion, do đó bentonite hấp phụ chủ yếu là cation. Trong môi trường kiềm dung
lượng trao đổi cation tăng lên đáng kể do sự tham gia của proton trao đổi trong
nhóm Si-OH, Al-OH và Mg-OH.
Chất hữu cơ phân cực có kích thước và khối lượng phân tử nhỏ bị hấp phụ bằng cách tạo phức trực tiếp với các cation trao đổi nằm ở giữa các lớp, hoặc liên kết với các cation đấy qua cầu nước tùy thuộc vào số lượng phân tử nước liên kết ở
Nếu các chất hữu cơ phân cực có kích thước lớn, khối lượng phân tử cao, chúng có thể kết hợp trực tiếp vào vị trí oxy đáy của tứ diện trong mạng lưới tinh
thể bởi lực Vander Walls hoặc liên kết hydro.
Cịn đối với chất hữu cơ khơng phân cực, các chất polyme, chất cao phân tử
và đặc biệt là vi khuẩn thì sự hấp phụ chỉ xảy ra trên bề mặt ngoài (bề mặt hạt) của bentonite. Bề mặt ngồi của bentnite được quy định bởi kích thước hạt của nó. Hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt ngồi và độ phân tán càng lớn do đó khả năng hấp phụ càng cao [5].
Việc phát hiện ra khả năng hấp phụ vi khuẩn của bentonite đã đưa ra một
phương pháp mới và rất hiệu quả để loại khỏi nước các vi sinh vật có hại, đặc biệt là các vi sinh vật có thành tế bào dày đặc và bền vững, mà các phương pháp khử trùng hiện đại khác như sử dụng các chất oxy hóa, chất clo hố hoặc dùng tia cực tím
khơng có hiệu quả.
Bentonite có bề mặt lớn và độ phân tán cao, đặc biệt là bentonite với cation trao đổi Na. Với kích thước hạt nhỏ hơn 2µ m, huyền phù của bentonite trong nước rất bền vững. Như đã biết, bề mặt hạt mang điện tích âm là chủ yếu, đồng thời trong mơi trường trung tính, bề mặt bentonite có phần tích điện dương do sự tồn tại của nhóm Al-OH và Mg-OH.
Khi có mặt đồng thời bentonite và vi khuẩn, bentonite hấp phụ vi khuẩn trên bề mặt hạt. Phần điện tích dương của hạt tương ứng với nhóm –COOH của màng vi khuẩn, cịn phần điện tích âm của hạt sẽ tương tác với nhóm –NH2. Trong mơi trường trung tính, vì vi khuẩn mang điện tích âm, nên sự hấp phụ xảy ra chủ yếu trên phần mang điện tích dương của bentonite. Sự hấp phụ này mang tính chất tĩnh
điện [5].
Khả năng hấp phụ vi khuẩn của bentonite phụ thuộc vào kích thước và độ
phân tán của hạt bentonite, phụ thuộc vào pH môi trường. Bằng cách thay đổi tính phân tán của bentonite, thay đổi pH môi trường, chúng ta có thể làm tăng dung
lượng hấp phụ vi khuẩn của bentonite và có thể loại bỏ hồn tồn vi sinh vật có hại ra khỏi nước.
Với khả năng này, bentonite được dùng để khử trùng nước, nhất là những
CHƯƠNG III
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phương pháp hóa lý nghiên cứu thành phần và cấu trúc bentonite 3.1.1. Tinh chế bentonite Dụng cụ - Thau, xô - Tủ sấy - Rây Tiến hành
Bentonite thô được lấy từ mỏ Tam Bố (Di Linh – Lâm Đồng). Bentonite thô
lấy về gồm các mẫu sét màu xanh lơ, lẫn màu xám và chứa nhiều sỏi, cát,… Dùng các phương pháp thông thường để loại bỏ các hạt sỏi lớn, đá, chỉ giữ lại các mẫu sét xanh xám. Sau đó pha với nước cất, tỷ lệ huyền phù là 10%, khuấy và để qua đêm. Lọc rửa nhiều lần phần sét, cho vào ống đong 1 lít, để lắng và gạn lấy lớp trên, bỏ
lớp đáy. Sấy ở 1200C trong 2 giờ và nghiền qua rây khoảng 100 mesh thu được
bentonite tinh chế.
3.1.2. Phương pháp phân tích thành phần các cấu tử trong bentonite [8][9]. 3.1.2.1. Xác định hàm lượng SiO2 3.1.2.1. Xác định hàm lượng SiO2
Sấy khô 1100C trong 2 giờ Nghiền, rây Loại tạp chất BENTONITE TINH CHẾ BENTONITE KHÔ SÉT BENTONITE THÔ 1 BENTONITE THÔ 2 HUYỀN PHÙ 5% + Nước cất, khuấy, lọc Lắng 2 giờ, gạn