Năm 2009, Manju và cộng sự ở trung tâm quốc gia về động vật biển, Ấn Độ đã nghiên cứu và đưa ra quy trình cố định hệ vi khuẩn nitrate hoá lên bột gỗ của cây thân thảo Ailantus altissima (300-1500µm) nhằm chuyển hoá lượng ammonia trong nước nuôi tôm sang nitrate. Chế phẩm có tên thương mại là TANOX (Total Ammonia Nitrogen Oxidizer). Giống vi sinh vật được phân lập từ tự nhiên và từ trong các bể nuôi tôm, được Achuthan và cộng sự tuyển
41
chọn năm trong một công trình nghiên cứu vào năm 2006. Thời gian cố định theo phương pháp thủ công bẫy-hấp phụ là 72h thì chế phẩm có hoạt lực nitrate hoá cao nhất. Ngoài ra, các tác giả cũng chế tạo một thiết bị khuấy đảo hoạt động theo mẻ giúp nâng cao năng suất và hiệu suất cố định.
Sau các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tìm ra các thông số sau:
Đối với các chủng vi khuẩn nitrate hoá: được nuôi thu sinh khối ở fermentor 2 L trong 7 ngày bằng môi trường Watson (1965). Khi đó, hoạt lực nitrate hoá của 4 chủng vi khuẩn đạt cao nhất. Lượng ammonia chuyển hoá là 4,0±0,53 mg/L.ngày (vi khuẩn nitrite hoá, phân lập từ tự nhiên) và 6,2±0,78 mg/L.ngày (vi khuẩn nitrite hoá, phân lập từ ao nuôi). Lượng nitrite chuyển hoá là 5,37±1,2 mg/L.ngày (vi khuẩn nitrate hoá, phân lập từ tự nhiên) và 6,89±0,98 mg/L.ngày (vi khuẩn nitrate hoá, phân lập từ ao nuôi).
Đối với chất mang: sau khi xử lý lignin theo phương pháp của Wood và Saddler (1988), sẽ được nghiền nhỏ ra đạt kích thước 300-1500 µm, có diện tích bề mặt 1,87 m2/g.
Chế phẩm sau khi được cố định, nếu bảo quản ở nhiệt độ phòng thì khả năng nitrate hoá giảm đi phân nửa.
Phương pháp cố định: người ta nuôi thu sinh khối cả 4 chủng vi khuẩn nitrate hoá chung một thiết bị, sau đó tiến hành bẫy-hấp phụ với bột gỗ. Kết quả là với nồng độ tế bào ban đầu 105
tế bào/ml thì 1 gam chế phẩm sau cố định trong 3 ngày sẽ có hoạt lực nitrtate hoá cao nhất.
Sử dụng chế phẩm như sau: dùng 0,2 g chế phẩm ứng với 20 L nước biển cần xử lý, mức độ chuyển hoá ammonia đạt trung bình 2,4 mg/L trong 3 ngày đầu tiên. Trong các thí nghiệm, sản phẩm nitrate hoá tạo thành (NO3-) không phát hiện được do quá trình phản nitrate hoá bởi các chủng vi sinh vật khác trong nước. Điều này cho thấy chế phẩm TANOX có thể xem như giúp loại bỏ nitrogen trong nước triệt để (thành khí nitơ thoát ra ngoài), mặc dù bản chất chỉ là chuyển từ ammonia sang nitrate.
Hình 38. Hình chụp dươi kính hiển vi điện tử những mẫu gỗ A. altissima đã được loại lignin. A và B: kích thước mẫu 300-500µm. C và D: kích thước mẫu 500-710µm [10]
42
Hình 39. Chế phẩm sau khi cố định, kích thước 300-1500µm. Thời gian cố định lần lượt là A: 6h, B: 12h, C: 24h và D: 72h [10]
Hình 40. Thiết bị cố định dạng khuấy đảo, dung tích 50L. Sau 4 ngày cố định, khả năng nitrate hoá của chế phẩm đạt cao nhất [10]
Hình 41. Đồ thị thể hiện hoạt lực nitrate hoá của chế phẩm theo thời gian. Tiến hành thí nghiệm lặp lại 3 lần [10]
43
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU TÌNH HUỐNG