Thạc Sĩ ảnh hưởng của bổ sung dầu thực vật lên sự đa dạng quần thể vi sinh vật trong bể lọc sinh học

ẢNH HƯỞ NG CỦA BỔ SUNG DẦU THỰC VẬT
LÊN SỰ ĐA DẠNG QUẦN THỂ VI SINH VẬT
TRONG BỂ LỌC SINH HỌC
Phạm Thị Tuyết Ngân1, Tô Công Tâm1 và Trương Quốc Phú1
ABS TRACT
The aim of this study was to investigate the effects of vegetable oil on the nitrification and
denitrification processes in aquaria system. The experiments were designed in freshwater and
seawater systems. Each system had two treatments including the control and bio-filter module
connected with a membrane tube as a bioreactor. Water parameters such as pH, DO, NO2 and
NO3 were monitored continuously in the aquaria (70 L). Nitrification and denitrification
processes were observed after adding ABIL (ammonia binding inoculum liquid) and vegetable oil
into the bio-filter module. The results showed that in the module treatment in freshwater system,
pH slightly decreased at the end of experiment. DO was always lower in the module treatment.
Nitrate removal rate was faster in the module treatment than in the control from date 9 onwards.
Nitrification process took place faster in the third pulse than in the first and the second pulse. The
microbial community in the module treatment was more diverse than that of the control.
Similarly, in seawater system pH also decreased at the end of experiment. DO in the module
treatment was lower than in the control. Nitrate removal rate in the module treatment was faster
than in the control. However, the diversity of microbial community was similar in both
treatments.
Keyword: nitrification, denitrification, recirculatating system, aquaria
Title: Effects of vegetable oil supplementation on the diversity of bacteria in bio-filter system
TÓM TẮT
Mục đích của nghiên cứu này nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của dầu thực vật lên quá trình nitrate
hóa và phản nitrate hóa trong hệ thống lọc tuần hoàn. Thí nghiệm được bố trí trong hệ thống
nước ngọt và m ặn. Mỗi hệ thống có 2 nghiệm thức, nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức có bổ
sung lọc sinh học lắp ghép (module). Các thông số môi trường nước như pH, DO, NO2 và NO3
trong bể kính (70 L) được theo dõi liên tục. Quá trình nitrate hóa và phản nitrate hóa được theo
dõi sau khi bổ sung ABIL và dầu thực vật vào bể có lọc sinh học module. Kết quả cho thấy trong
hệ thống nước ngọt có gắn lọc sinh học, pH giảm nhẹ vào cuối thí nghiệm. DO ở nghiệm thức có
gắn lọc sinh học luôn thấp hơn đối chứng. Tốc độ loại bỏ NO3 ở nghiệm thức module diễn ra
nhanh hơn nghiệm thức đối chứng sau ngày thư 9. Sự nitrate hóa xảy ra nhanh hơn ở chu kỳ thứ
ba so với chu kỳ thứ nhất và thứ hai. Quần thể vi khuẩn trong nghiệm thức module đa dạng hơn
đối chứng. Trong khi đó kết quả trong hệ thống lọc sinh học nước lợ cho thấy, pH cũng giảm vào
cuối thí nghiệm. DO ở nghiệm thức module luôn thấp hơn đối chứng. Tốc độ loại bỏ nitrate ở
nghiệm thức module nhanh hơn đối chứng và sự đa dạng quần thể vi sinh trong 2 nghiệm thức
tương đương nhau.
Từ khoá: nitrate hóa, phản nitrate hóa, hệ thống tuần hoàn, bể kính, dầu thực vật
Tổng hàm lượng đạm amôn (TAN, bao gồm NH3 và NH4+ ) là thông số chất lượng nước
quan trọng trong sản xuất giống và nuôi thủy sản. Ammonia (NH3) được hình thành trong
suốt quá trình trao đổi protein của cá. Cá tiết ra ammonia qua mang; trong nước ngọt, ion
ammonium (NH4+) có thể cũng được trao đổi qua mang. Ammonia và ammonium được
thải ra từ mang chiếm khoảng 60-90% tổng lượng đ ạm do cá tiết ra (Forster và Goldstein,
1969; Rychly, 1980). Urea cũng được thải ra từ mang và chiếm khoảng 9-27% tổng đạm
hòa tan. M ột nguồn khác củ a ammonia trong b ể nuôi cá cảnh và trong h ệ thống nuôi thủy
sản sinh ra từ các ho ạt động của vi khuẩn phân huỷ thức ăn dư thừa và chất thải. Vật chất
hữu cơ chỉ chiếm kho ảng 3,4-4,2% tổng đ ạm trong h ệ thống nuôi (Clark et al., 1985). Khí
ammonia độc h ơn ion ammonium, hàm lượng thấp khoảng 0,1 mg/L đã gây bất lợi cho cá
(Van Rijn et al., 1990) và trong thực tế thấy cá có dấu hiệu bị nhiễm b ệnh ở mức NH3-N
cao hơn 50µ g N/L (Frances et al., 2000). Đối với ấu trùng, thậm chí yêu cầu còn nghiêm
ngặt hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bremner, J.M.and R.D. Keeney, 1965. Stem distillation methods for determination of ammonium,
nitrate and nitrite. Anal. Chem. Acta 31, 485-495.
Boon N., W. DeWindt, W. Vertraet e and E.M. Top, 2002. Evaluation of nested PCR-DGGE
(denaturing gradi ent gel electrophoresis) with group–specifi c 16S rRNA primer for the analysis of
bacteri al communities from different wastewat er treatment plants. FEMS Microbiology Ecology
Vol. 39, 101-12.
Chen, J.C. and Y. Lee, 1997. Effects of nitrite on mortality, ion regulation and acid-balance of
Macrbrachium rosenbergii at different external chloride concentrations. Aquaculture Tocicol. 39,
291-305.
Clark, E.R., J.P. Harman and J.R.M. Forster, 1985. Production of metabolic and waste products by
intensively farm ed Rainbow Trout, Salmo gairdneri Richadson. J. Fiah Biology, 27, 381-393.
Focht, D.D.and W. Vertraete, 1997. Biochemical ecology of nitri fication and denitri fication. In:
aleander, M. (Ed.), Advances in Microbial Ecology. Plenum Press, New York, pp. 135-214.
Foster, R.P. and L. Goldstein, 1996. Formation of excretory products. In: Hoar, W.S., Randall, D.J.
(Eds), Fish Physiology. Academic Press, New York, pp. 313-350.
Frances, J., B.F. Nowak and G.L. Allan, 2000. Effects of ammonia on juvenile silver perch (Bidyanus
bidyanus). Aquaculture 183, 95-103.
Greenberg, A.E., L.S. Clesceri and A.D. Eaton, 1992. Standard methods for the examination of water
and wastewat er. APHA, Washington, 18th Edition, p 5-7.
Grommen R., I. Van Hauteghem, M. Van Wambeke and W. Vertraete, 2002. An improved nitrifying
enrichment to remove ammonium and nitrite from freshwater aquari a systems. Aquaculture, 211,
115-124.
Hargreaves, J.A., 1998. Nitrogen biogeochemistry of aquaculture ponds. Aquaculture 166, 181-212.
Kowalchuk, G.A. and J.R. Stephen, 2001. Amomonia-oxidizing bacteria: A model for molecular
microbiology ecology. An. Rev. Microbiology 55, 485-529.
Mazik, PM., M.L. Hinman, D.A. Winkelmann, S.J. Klaine, B.A. Simco and N.C. Parker, 1991.
Influence of nitrite and chloride concentrations on survival and hematological profiles of striped
bass. Trans. Am. Fish. Soc. 120, 247-254.
Muyzer, G., E.C. Dewaal and A.G. Uiterlinden, 1993. Profiling of complex microbial-populations by
Denaturing Gradi ent Gel-Electrophoresis of Polymerase Chain Reaction-Ampli fied genes - coding
for 16S ribosomal - RNA. Application Environment Microbiology 59, 695-700.
Reagan, J.M., G.W. Harrington and D.R. Noguera, 2002. Ammonia and nitrite oxidizing bacteria
communities in a pilot scale chloraminated drinking water distribution system. Application
Environment Microbiology 68, 73-81.
Rychly, J., 1980. Nitrogen Balance in Trout. 2. Nitrogen-excretion and retention after feeding diets
with varying protein and carbohydrate-levels. Aquaculture 20, 343-350.
Schrijver, P.D., 2005. Luận văn tốt nghịêp.
Van Rijn, J.and G. Rivera, 1990. Aerobic and anaerobi c biofiltration in an aquaculture unit nitrite
accumulation as a result of nitri fication and denitri fication. Aquaculture Engineering 9, 217-234.
Van Rijn, J., M. Shilo, T. Bejerano and S. Nizan, 1990. The effect of inorganic nitrogen on
microorganisms and fish in fish ponds. In: Sarig, S., Rosenthal, H. (Eds), Research in Modern
Aquaculture. Proceeding of the 3 th Status Seminar help from April 27 to May 1 1987, Plaza Hotel,
Tiberrias, Israel, under the ausprice of the German Israeli Cooperation in Science and Technology.
Special Publication of European Aquaculture Society, vol. 11, EAS, Oostene, pp. 3-27.