Đánh giá sự biến động của các nhóm VSV trong các m- 123docz.net

Sản phẩm PCR sau đó được sử dụng để điện di biến tính DGGE với dải nồng độ chất biến tính từ 35 – 60%. Kết quả được chỉ ra ở hình 7.3.

Hình 7.3. Điện di biến tính với dải nồng độ 35% - 60%

1 : Trước xử lý mô hình xử lý hydrocarbon no ; 2 : trước xử lý mô hình xử lý hydrocarbon thơm ; 3 : trước xử lý mô hình xử lý FO ; 4 : sau xử lý mô hình xử lý hydrocarbon no ; 5 : sau xử lý mô hình xử lý hydrocarbon thơm ; 6 : sau xử lý mô hình

xử lý FO.

Dựa trên hình 7.3, chúng tôi nhận thấy sự biến đổi của số lượng vi sinh vật trước và sau xử lý ở mô hình xử lý hydrocarbon no (giếng 1 và 4) và thơm hầu như là không đáng kể (giếng 2 và 5). So với mẫu trước xử lý (giếng 1), mẫu sau xử lý có thêm 2 băng ở vị trí 4a và 4b. Điều này có thể giải thích là do ở mẫu trước xử lý, số lượng vi sinh vật quá ít nên không được nhân lên, trong quá trình xử lý có tối ưu các điều kiện về nhiệt độ, pH, nồng độ NaCl nên kích thích được nhóm vi sinh vật này tăng lên về số lượng.

Ngược lại với mô hình xử lý hydrocarbon no, ở mô hình xử lý hydrocarbon thơm, số lượng vi sinh vật hầu như ít có sự thay đổi. Chỉ có chủng vi sinh vật ở vị trí trước xử lý (vị trí 2a) rõ nét hơn ở mẫu sau xử lý. Đây là chủng vi sinh vật chiếm ưu

1 4 2 5 3 6 4a 4b 2a 6a 6c 6d 6b 6e 6f

thế và tham gia vào quá trình xử lý hydrocarbon thơm chủ yếu do vậy, sau xử lý số lượng của nó đã giảm đi đáng kể nên nó không được nhân lên ở mẫu sau xử lý.

Riêng đối với mô hình xử lý dầu FO, số lượng vi sinh vật có sự biến động rõ rệt. Số lượng vi sinh vật sau xử lý có thêm các chủng vi sinh vật ở vị trí 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f. Đây là những chủng có xuất hiện trong mẫu trước xử lý tuy nhiên do quá trình rửa tế bào nên mật độ của chúng bị giảm đi. Vì vậy, chúng không xuất hiện rõ ràng trên băng vạch. Còn khi được nuôi trong điều kiện tối ưu thì chúng đã được kích thích và phát triển nhanh chóng về số lượng. Ngoài ra, mẫu sau xử lý đều được gửi đi phân tích ở Viện Hóa học công nghiệp. Kết quả cho thấy, khả năng phân hủy hydrocarbon no (86,32% - chuyên đề 6), hydrocarbon thơm (trên 99% - chuyên đề 7) và FO (trên 77,61% với nồng độ FO ban đầu là 1%). Những kết quả nghiên cứu trên đây đã khẳng định được việc lựa chọn các chủng vi sinh vật có khả năng tạo màng và điều kiện tối ưu cho từng mô hình xử lý hoàn toàn phù hợp. Các chủng giống này sẽ được lưu giữ cho các nghiên cứu khác cùng mục đích.

KẾT LUẬN

1. Đã tách chiết được DNA tổng số, PCR và đánh giá được sự biến động của các nhóm vi sinh vật trước và sau xử lý ở các mô hình xử lý khác nhau.

2. Sử dụng các điều kiện tối ưu, hiệu quả xử lý của các chủng vi sinh vật đã được chứng minh rõ ràng.

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

1. Từ mẫu nước thải thu thập ở các vị trí bị ô nhiễm tại Hải Phòng, Quảng Ninh và Thanh Hóa, chúng tôi đã phân lập được 07 chủng vi khuẩn và 05 chủng nấm men có khả năng sử dụng các nguồn PAH, phenol hoặc dầu diesel.

2. Từ các chủng vi khuẩn và nấm men đã lựa chọn, chúng tôi đã sàng lọc được 4 chủng vi khuẩn (B2, B8, B15 và B16) và 2 chủng nấm men (TH1 và TH4) là những chủng khi so sánh với chủng đối chứng dương Acinetobacter calcoaceticus P23 thì được đánh giá là có khả năng tạo biofilm tốt (OD570 đạt giá trị trên 15).

3. Các chủng này đã được phân loại và định tên như sau: - Chủng B2 được định tên là: Rhodococcus sp. B2 - Chủng B8 được định tên là: Bacillus sp. B8

- Chủng B15 được định tên là: Rhodococcus sp. B15 - Chủng B16 được định tên là: Rhodococcus sp. B16 - Chủng TH1 được định tên là: Candida viswanathii TH1 - Chủng TH4 được định tên là: Candida tropicalis TH4

4. Từ các chủng này, chúng tôi đã xác định được ảnh hưởng của một số yếu tố như pH, nồng độ NaCl và nhiệt độ lên khả năng tạo biofilm như sau:

- Chủng B2 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 0,5% và ở giải nhiệt độ từ 30 - 50oC.

- Chủng B8 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 0,5% và ở giải nhiệt độ 25 - 35oC.

- Chủng B15 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 1,5% và ở nhiệt độ 30oC.

- Chủng B16 tạo biofilm tốt ở pH 9 với nồng độ NaCl là 0% và ở nhiệt độ 30oC. - Chủng TH1 tạo biofilm tốt ở pH 5, 6 và 7; với nồng độ NaCl là 1,5% và ở nhiệt độ từ 30 - 35oC.

- Chủng TH4 tạo biofilm tốt ở tất cả các giá trị pH thử nghiệm nhỏ hơn 7, với nồng độ NaCl từ 0,5 đến 1,5% và ở nhiệt độ 30oC.

5. Đã đưa ra quy trình tạo biofilm ở quy mô phòng thí nghiệm (5 lít) và chứng minh hiệu quả của biofilm.

6. Sử dụng các điều kiện tối ưu cho các chủng vi khuẩn B2, B8, B15 và B16 sinh trưởng và tạo màng sinh học, sau 5 ngày nuôi tĩnh, hàm lượng dầu DO đã được các chủng phân hủy tương ứng là: 72, 70, 41,13 và 78,4%.

Sau 5 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng với nồng độ thử nghiệm là 2% các thành phần n-alkane từ C9 đến C20 đã giảm từ 50 đến 87%. Đồng thời, hàm lượng dầu tổng số đã được phân hủy là 86,32%.

7. Sử dụng các điều kiện tối ưu cho các chủng nấm men TH1 và TH4 sinh trưởng và tạo màng sinh học, sau 7 ngày nuôi cấy, ở điều kiện màng sinh học, chủng TH1 và TH4 đã phân hủy tương ứng 83 và 63%, còn ở điều kiện tế bào tự do thì cả hai chủng đều phân hủy được 70%.

Sau 7 ngày nuôi tĩnh với nồng độ DO thử nghiệm là 2%, các thành phần n- alkane từ C8 đến C20 đã phân hủy được 50 – 100%. Đồng thời, hàm lượng dầu tổng số đã được phân hủy là 86,26%.

8. Sau 7 ngày nuôi lắc, các chủng B2, B8 và B16 đều có khả năng sinh trưởng ở nồng độ phenol là 150ppm; trong đó, chủng B8 và B16 còn có khả năng phát triển tốt ở nồng độ 200ppm phenol.

Sau 7 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng từ vi khuẩn, hơn 99% phenol đã được phân hủy (nồng độ thử nghiệm là 150ppm); còn trong mô hình có chất mang, sau 5 ngày thử nghiệm, hàm lượng phenol đã được phân hủy là trên 98% phenol.

Thử nghiệm mô hình màng đa chủng từ vi khuẩn để xử lý nước thải nhiễm dầu ở kho xăng Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội với lượng 700ml nước thải trong 4900ml môi trường khoáng Gost. Sau 14 ngày các thành phần hydrocarbon thơm có trong mẫu thí nghiệm trong mô hình màng đa chủng đã được phân hủy và chuyển hóa từ 95-100%. 9. Sau 7 ngày nuôi lắc, chủng TH1 và TH4 đều có khả năng sinh trưởng ở nồng độ 200ppm phenol.

Sau 9 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng từ nấm men, hơn 99% phenol đã được phân hủy (nồng độ thử nghiệm là 150ppm); còn trong mô hình có chất mang, sau 9 ngày thử nghiệm, hàm lượng phenol đã được phân hủy là từ 98,33 tới 99,46% phenol.

Thử nghiệm mô hình màng đa chủng từ nấm men để xử lý nước thải nhiễm dầu ở kho xăng Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội với lượng 700ml nước thải trong 4900ml môi trường khoáng Gost. Sau 14 ngày các thành phần hydrocarbon thơm có trong mẫu thí nghiệm trong mô hình màng đa chủng đã được phân hủy và chuyển hóa từ 95-100%. 10. Sử dụng các điều kiện tối ưu cho các chủng vi khuẩn B2, B8, B15 và B16 sinh trưởng và tạo màng sinh học, sau 14 ngày nuôi tĩnh, với hàm lượng dầu FO ban đầu là 0,1 và 1% đã được màng do hỗn hợp các chủng tạo thành phân hủy tương ứng là: 82,87 và 77,61%.

Sau 14 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng của vi khuẩn, các thành phần hydrocarbon đã được phân hủy và chuyển hóa từ 77-95% và đã giảm từ 95 còn 15 thành phần.

11. Sử dụng các điều kiện tối ưu cho các chủng nấm men TH1 và TH4 sinh trưởng và tạo màng sinh học, sau 14 ngày nuôi tĩnh, với hàm lượng dầu FO ban đầu là 0,1 và

1% đã được màng do hỗn hợp các chủng tạo thành phân hủy tương ứng là: 88,30 và 79,32%.

Sau 14 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng của nấm men, các thành phần hydrocarbon đã được phân hủy và chuyển hóa từ 78-96% và đã giảm từ 95 còn 39 thành phần.

12. Đã tách chiết được DNA tổng số, PCR và bằng phương pháp DGGE chúng tôi đã đánh giá được sự biến động của các nhóm vi sinh vật trước và sau xử lý ở các mô hình khác nhau. Đặc biệt, ở mô hình xử lý dầu FO, số lượng vi sinh vật có sự biến động rõ rệt. Kết quả này được giải thích là do sau khi được nuôi trong điều kiện tối ưu, các nhóm VSV vừa tạo màng và vừa có khả năng phân hủy/chuyển hóa các thành phần hydrocarbon đã được kích thích nên phát triển nhanh chóng về số lượng.

13. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại: a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

Các kết quả nghiên cứu của đề tài này đã cho thấy nguồn vi sinh vật ở Việt Nam vô cùng đa dạng và phong phú, đặc biệt có nhiều chủng đã được phân lập lần đầu tiên ở Việt Nam. Nhiều chủng trong số này đã được chứng minh là vừa tạo biofilm vừa có khả năng phân hủy dầu tốt. Hơn thế nữa biofilm tạo thành từ các chủng lựa chọn đã cho thấy hiệu quả phân hủy các thành phần dầu mỏ rất cao. Nhiều thành phần hydrocarbon no và thơm đã được phân hủy và chuyển hóa hoàn toàn trong các mô hình thử nghiệm ở quy mô phòng thí nghiệm.

Hiện nay, trên thế giới thì công nghệ biofilm đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản, xử lý mùi hôi… Tuy nhiên, trong xử lý nước bị ô nhiễm dầu thì mới chỉ có các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm [26, 35]. Ở nước ta chưa có các sản phẩm biofilm để ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước bị ô nhiễm dầu. Qua nghiên cứu này, chúng tôi đã khẳng định được việc sử dụng có hiệu quả các chủng vi khuẩn và nấm men để tạo biofilm và xử lý các loại nước nhiễm dầu do gây ô nhiễm nhân tạo trong phòng thí nghiệm bằng dầu DO, phenol và dầu FO cũng như xử lý nước thải ở kho xăng Đỗ Xá, Hà Nội. Do vậy, trên cơ sở các tài liệu tham khảo cũng như từ các điều kiện thực tế ở những vùng bị ô nhiễm dầu của nước ta, chúng tôi đã xây dựng các chỉ tiêu chất lượng của màng biofilm tạo thành để tiến hành thử nghiệm xử lý nước bị ô nhiễm dầu ở quy mô phòng thí nghiệm.

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

Do hiện nay ở nước ta cũng như trên thế giới chưa có sản phẩm cùng loại nên chúng tôi chưa thể trực tiếp so sánh. Tuy nhiên, qua nghiên cứu này, chúng tôi đã bước đầu chứng minh được hiệu quả của các chủng vi sinh vật tạo màng sinh học trong xử lý nước bị ô nhiễm dầu nhân tạo cũng như thử nghiệm xử lý nước thải ở kho xăng Đỗ Xá, Hà Nội

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN

1. Từ mẫu nước thải thu thập ở các vị trí bị ô nhiễm tại Hải Phòng, Quảng Ninh và Thanh Hóa, chúng tôi đã sàng lọc được 4 chủng vi khuẩn (B2, B8, B15 và B16) và 2 chủng nấm men (TH1 và TH4) có khả năng tạo biofilm tốt.

2. Các chủng này đã được phân loại và định tên như sau: - Chủng B2 được định tên là: Rhodococcus sp. B2 - Chủng B8 được định tên là: Bacillus sp. B8

3. Từ các chủng này, chúng tôi đã xác định được ảnh hưởng của một số yếu tố như pH, nồng độ NaCl và nhiệt độ lên khả năng tạo biofilm như sau:

- Chủng B2 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 0,5% và ở giải nhiệt độ từ 30 - 50oC.

- Chủng B8 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 0,5% và ở giải nhiệt độ 25 - 35oC.

- Chủng B15 tạo biofilm tốt ở pH 7 với nồng độ NaCl là 1,5% và ở nhiệt độ 30oC.

- Chủng TH4 tạo biofilm tốt ở tất cả các giá trị pH thử nghiệm nhỏ hơn 7, với nồng độ NaCl từ 0,5 đến 1,5% và ở nhiệt độ 30oC.

4. Đã đưa ra quy trình tạo biofilm ở quy mô phòng thí nghiệm (5 lít) và chứng minh hiệu quả của biofilm.

5. Sử dụng mô hình màng sinh học đa chủng từ vi khuẩn với nồng độ thử nghiệm là 2%, sau 5 ngày thí nghiệm, các thành phần n-alkane từ C9 đến C20 đã giảm từ 50 đến 87%. Đồng thời, hàm lượng dầu tổng số đã được phân hủy là 86,32%.

6. Sử dụng mô hình màng sinh học đa chủng từ nấm men với nồng độ thử nghiệm là 2%, sau 7 ngày thí nghiệm, các thành phần n-alkane từ C9 đến C20 đã giảm từ 50 đến 100%. Đồng thời, hàm lượng dầu tổng số đã được phân hủy là 86,26%.

7. Thí nghiệm với mô hình màng sinh học đa chủng từ vi khuẩn, với nồng độ thử nghiệm là 150ppm, sau 7 ngày, hơn 99% phenol đã được phân hủy; còn trong mô hình có chất mang, sau 5 ngày thử nghiệm, hàm lượng phenol đã được phân hủy là trên 98% phenol.

8. Thử nghiệm mô hình màng đa chủng từ vi khuẩn để xử lý nước thải nhiễm dầu ở kho xăng Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội với lượng 700ml nước thải trong 4900ml môi trường khoáng Gost. Sau 14 ngày các thành phần hydrocarbon thơm có trong mẫu thí nghiệm trong mô hình màng đa chủng đã được phân hủy và chuyển hóa từ 95-100%. 9. Thí nghiệm với mô hình màng sinh học đa chủng từ nấm men, với nồng độ thử nghiệm là 150ppm, sau 9 ngày, hơn 99% phenol đã được phân hủy; còn trong mô hình có chất mang, sau 9 ngày thử nghiệm, hàm lượng phenol đã được phân hủy là từ 98,33 tới 99,46% phenol.

10. Thử nghiệm mô hình màng đa chủng từ nấm men để xử lý nước thải nhiễm dầu ở kho xăng Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội với lượng 700ml nước thải trong 4900ml môi trường khoáng Gost. Sau 14 ngày các thành phần hydrocarbon thơm có trong mẫu thí nghiệm trong mô hình màng đa chủng đã được phân hủy và chuyển hóa từ 95-100%. 11. Thí nghiệm với mô hình màng sinh học đa chủng từ vi khuẩn, với nồng độ dầu FO thử nghiệm là 0,1 và 1%, sau 14 ngày nuôi tĩnh, hàm lượng dầu được phân hủy tương ứng là 82,87 và 77,61%. Sau 14 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng của vi khuẩn, các thành phần hydrocarbon đã được phân hủy và chuyển hóa từ 77-95% và đã giảm từ 95 còn 15 thành phần.

12. Thí nghiệm với mô hình màng sinh học đa chủng từ nấm men, với nồng độ dầu FO thử nghiệm là 0,1 và 1%, sau 14 ngày nuôi tĩnh, hàm lượng dầu được phân hủy tương ứng là 88,30 và 79,32%. Sau 14 ngày, trong mô hình màng sinh học đa chủng của nấm men, các thành phần hydrocarbon đã được phân hủy và chuyển hóa từ 78-

Đánh giá sự biến động của các nhóm VSV trong các mô hình trước và sau kh