Luận Văn Nghiên cứu một số chủng vi khuẩn có khả năng tạo màng sinh học nhằm định hướng ứng dụng xử lý nước ô

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1 Tình hình ô nhiễm dầu hiện nay và ảnh hưởng của nó 3
1.1.1 Tình hình ô nhiễm dầu hiện nay 3
1.1.2 Ảnh hưởng của nước ô nhiễm dầu 5
1.2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu 6
1.2.1 Phương pháp cơ học 6
1.2.2 Phương pháp hóa học 6
1.2.3 Phương pháp phân hủy sinh học 7
1.3 Màng sinh học (Biofilm) 12
1.3.1 Khái niệm về biofilm 12
1.3.2 Thành phần và cấu trúc của biofilm 13
1.3.2.1 Thành phần mạng lưới các hợp chất ngoại bào 13
1.3.2.2 Thành phần tế bào 15
1.3.2.3 Cấu trúc biofilm 15
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofilm của vi sinh vật 16
1.4 Các phương pháp phân loại vi sinh vật 18
1.4.1 Phương pháp phân loại truyền thống 19
1.4.2 Phương pháp phân loại bằng sinh học phân tử 19
CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 21
2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị sử dụng 21
2.1.1 Nguyên liệu 21
2.1.2 Hóa chất, môi trường 21
2.1.3 Thiết bị và dụng cụ 22
2.2 Phương pháp nghiên cứu 23
2.2.1 Phương pháp lấy mẫu 23
2.2.2 Làm giàu tập đoàn vi sinh vật trên môi trường khoáng dịch chứa 1% dầu DO 23
2.2.3 Phân lập một số chủng có khả năng sử dụng dầu DO 24
2.2.4 Nhuộm Gram 24
2.2.5 Quan sát hình thái tế bào trên kính hiển vi điện tử 25
2.2.6 Đánh giá khả năng tạo biofilm của các chủng vi khuẩn 25
2.2.7 Đánh giá khả năng phân hủy dầu DO của biofilm các chủng vi khuẩn 26
2.2.8 Phân loại, định tên và xây dựng cây phát sinh chủng loại 27
2.2.9 Ảnh hưởng của các điều kiện hóa lý trong tạo biofilm của các chủng vi khuẩn 29
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29
3.1 Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi khuẩn có khả năng tạo biofilm 30
3.1.1 Tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu DO 30
3.1.2 Đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn 33
3.1.3 Khả năng tạo biofilm của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn 34
3.2 Đánh giá khả năng phân hủy dầu DO của biofilm các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn 36
3.3 Phân loại phân tử dựa trên việc xác định trình tự đoạn gene mã hóa 16S rRNA của chủng vi khuẩn B8 38
3.3.1 Tách chiết DNA tổng số của vi khuẩn 38
3.3.2 Trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA của chủng B8 39
3.4 Ảnh hưởng của một số điều kiện hóa lý trong tạo biofilm của chủng B8 . 41
3.4.1 Ảnh hưởng của pH 41
3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl 43
3.4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47
PHỤ LỤC 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50



MỞ ĐẦUCông nghiệp dầu khí là một trong những ngành công nghiệp quan trọng, đem lại lợi ích vô cùng lớn cho nền kinh tế quốc dân. Nguồn nguyên liệu dầu khí tạo ra rất nhiều sản phẩm phục vụ cho hầu hết các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, đời sống xã hội, an ninh quốc phòng Bất kì một nước nào sở hữu nguồn tài nguyên quý giá này đều có tiềm năng phát triển kinh tế vượt trội, vì vậy nó không ngừng được tìm kiếm, khai thác và với quy mô ngày càng tăng. Đặc biệt với một nước đang phát triển như nước ta thì vai trò của nó lại càng quan trọng.
Hiện Việt Nam là nước khai thác dầu đứng thứ 3 Đông Nam Á, tấn dầu đầu tiên được khai thác vào năm 1986 tại Vũng Tàu, tính đến năm 2004 đã khai thác được tấn dầu thứ 140 triệu, hàng năm đem lại một phần ba nguồn ngân sách quốc gia. Hoạt động thăm dò khai thác dầu khí diễn ra hết sức sôi nổi ở thềm lục địa phía Nam và đang có xu hướng chuyển sang miền Bắc như ở Thái Bình, Hải Phòng.
Bên cạnh những mặt tích cực đó, hoạt động khai thác càng mạnh mẽ cũng đồng nghĩa với việc thải ra môi trường càng nhiều phế thải và tình trạng ô nhiễm lại trầm trọng thêm. Các hiện tượng tràn dầu, rò rỉ khí dầu gây nên tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường, như làm hủy hoại hệ sinh thái động thực vật, và gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người. Vì vậy vấn đề bảo vệ môi trường khỏi các chất ô nhiễm dầu đã trở thành một trong những vấn đề được xã hội quan tâm. Tuy nhiên việc xử lí chúng rất khó khăn và tốn kém nên các nhà thầu thường sao lãng. Hiện tại trong ngành công nghiệp dầu khí nước ta chỉ mới áp dụng các biện pháp hoá lí thông thường để làm giảm tác hại, mà không xử lí triệt để rồi thải vào môi trường.
Vấn đề đặt ra cho các nhà môi trường là phải xử lí chúng, phương án giải quyết phải đảm bảo sao cho vừa hiệu quả, đơn giản mà lại kinh tế. Do đó mà phương pháp phân hủy sinh học đang được chú ý bởi các ưu điểm vượt trội của nó so với các phương pháp hoá lí như: an toàn với môi trường, đơn giản, xử lí triệt để mà giá thành lại rẻ. Một trong các phương pháp xử lí sinh học đem lại hiệu quả cao đó là sử dụng màng sinh học do các vi sinh vật tạo ra. Màng sinh học (biofilm) là một tập hợp các vi sinh vật gắn trên một bề mặt của vật thể cứng hoặc bề mặt chất lỏng, tạo thành lớp màng bao phủ bề mặt đó. Các vi sinh vật trong biofilm liên kết với nhau một cách chặt chẽ, tạo thành một cấu trúc bền vững. Do mật độ các chủng vi sinh vật trong biofilm cao, hỗ trợ và liên kết với nhau một cách chặt chẽ nên khả năng đồng hóa, trao đổi chất, phân hủy các hydrocarbon sẽ xảy ra nhanh hơn. Vì vậy biofilm được ứng dụng cao trong xử lý ô nhiễm môi trường. Việc ứng dụng thành công biofilm trong công nghiệp dầu khí và xử lý ô nhiễm trên thế giới hứa hẹn trở thành một công nghệ mới đem lại hiệu quả kinh tế cao và thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay vẫn chưa có nhiều công trình nghiên cứu về màng sinh học từ vi sinh vật nhằm ứng dụng trong xử lý ô nhiễm dầu.
Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu một số chủng vi khuẩn có khả năng tạo màng sinh học nhằm định hướng ứng dụng xử lý nước ô nhiễm dầu”
Với mục tiêu nghiên cứu là:
Tuyển chọn được một số chủng vi khuẩn tạo biofilm có khả năng phân hủy và chuyển hóa các thành phần dầu mỏ nhằm định hướng ứng dụng xử lý nước thải ô nhiễm dầu.
Những nội dung nghiên cứu gồm có:
- Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu DO
- Đánh giá khả năng tạo biofilm của các chủng đã tuyển chọn
- Phân loại và định tên một số chủng đã chọn
- Đánh giá ảnh hưởng các điều kiện sinh trưởng của các chủng biofilm