Luận văn Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng (ion Ni2+ và Cu2+) trong nước của vi sinh vật và xác định các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình hấp phụ

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm KLN đang ngày càng cùng với sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong nước ô nhiễm. Các phương pháp xử lý KLN bằng biện pháp hoá lý thường có chi phí cao và không xử lý hiệu quả khi nồng độ các ion KLN ô nhiễm ở mức thấp. Đề tài này sẽ góp phần xây dựngluận văn - báo cáo - tiểu luận chuyên ngành Xây Dựng nên một loại vật liệu hấp phụ sinh họcluận văn - báo cáo - tiểu luận chuyên ngành Sinh học mới và rẻ tiền, ứng dụng để xử lý KLN trong nước, đó là nấm mốc. Với đối tượng nghiên cứu là ion Ni2+ và Cu2+, luận vănCung cấp luận văn cách ngành này đã nghiên cứu được một số kết quả sau : ·Thời gian thu sinh khối nấm mốc hiệu quả là 7 ngày và sinh khối Aspergillus spp. có lượng sinh khối tăng trưởng cao nhất. ·Giống nấm mốc có khả năng hấp phụ ion Ni2+ và Cu2+ cao nhất trong 5 giống Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum là giống Aspergillus niger. ·Phương pháp xử lý sinh khối bằng bột giặt làm gia tăng đáng kể hiệu quả hấp phụ và bất hoạt sinh khối Asp.niger. ·Quá trình hấp phụ đạt được hiệu quả cao nhất tại mức pH = 5 đối với ion Ni2+ và pH = 6 đối với ion Cu2+. ·Ơ nồng độ 10 mg/l, pH hiệu quả, hiệu quả của quá trình hấp phụ đạt trên 90% đối với ion Cu2+ và 80% ion Ni2+. Khi nồng độ ion Ni2+ và Cu2+ càng cao thì hiệu quả hấp phụ càng thấp và khi nồng độ từ ion Ni2+ và Cu2+ từ 200 mg/l trở lên thì hiệu quả hấp phụ sẽ thấp hơn 10%. ·Biofilm Asp.niger dai và lọc được ion Ni2+ hiệu quả (59% đối với biofilm 1 lớp và 87% đối với biofilm 2 lớp, ở nồng độ 50mg/l), tốc độ lọc đạt được là 0.133 ml/s ứng với diện tích bề mặt là 9.62cm2. ·Asp.niger có thể sử dụng kết hợp với rơm để gia tăng hiệu quả hấp phụ và đồng thời sử dụng rơm làm giá thể lọc. MỤC LỤC LỜI CM ƠN i TĨM TẮT LUẬN VĂN . ii MỤC LỤC iii DANH SCH BẢNG xii DANH SCH HÌNH xiii KÝ HIỆU VIẾT TẮT xv PHẦN 1 : GIỚI THIỆU Chương 1 : MỞ ĐẦU 1 1.1 Mục tiu nghin cứu . 2 1.2 Phạm vi nghin cứu . 2 1.3 Đối tượng nghin cứu . 2 1.4 Nội dung nghin cứu . 2 PHẦN 2 : TỔNG QUAN Chương 2 : KIM LOẠI NẶNG 4 2.1 Khi niệm . 4 2.1.1 Tính chất hố lý của đồng (Cu) . 4 2.1.2 Tính chất hố lý của nikel (Ni) 6 2.2 Nguồn gốc gy ơ nhiễm KLN . 6 2.2.1 Từ cc hoạt động cơng nghiệp . 6 2.2.2 Từ cc hoạt động cơng nghiệp khai thc kim loại 7 2.2.2.1 Chu trình kim loại cơng nghiệp . 7 2.2.2.2 Ơ nhiễm KLN từ chất thải khai thc mỏ . 7 2.2.2.3 Cc lị nấu kim loại 8 2.2.3 Từ cc chất trừ su vơ cơ 8 2.2.4 Từ bn cống rnh . 9 2.3 Cc tc động của việc ơ nhiễm KLN 9 2.3.1 Tc hại của đồng (Cu) . 10 2.3.2 Tc hại của nikel (Ni) 10 2.3.3 Tc hại của một số KLN quan trọng khc như thuỷ ngn, cadimi, asen, chì, crơm 10 Chương 3 : CC PHƯƠNG PHP XỬ LÝ KLN 12 3.1 Cc phương php hố lý . 12 3.1.1 Phương php hấp phụ . 12 3.1.2 Trao đổi ion . 13 3.1.3 Cc qu trình tch bằng mng 14 3.1.3.1 Thẩm thấu ngược (mng RO) . 14 3.1.3.2 Điện thẩm tch . 14 3.1.4 Phương php kết tủa hĩa học 15 3.2 Cc phương php sinh học . 15 3.2.1. Ứng dụng thực vật trong xử lý KLN trong nước . 16 3.2.2 Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý KLN trong nước . 17 3.2.2.1 Tảo 17 3.2.2.2 Nấm mốc . 17 Chương 4 : NẤM MỐC 21 4.1 Cấu tạo tế bo nấm mốc 21 4.1.1 Mng bảo vệ (cell wall) . 22 4.1.2 Mng sinh chất (cell membrane) 23 4.1.2.1 Lớp lipid kp 23 4.1.2.2 Cc protein của mng sinh chất 25 4.1.2.3 Carbonhydrat của mng . 27 4.1.2.4 Tính khơng đối xứng của mng sinh chất . 27 4.1.3 Bo tương (cytoplasm) 28 4.1.4 Nhn tế bo (nucleus) . 28 4.2 Tổng quan một số giống nấm mốc . 29 4.2.1 Aspergillus spp. . 29 4.2.1.1 Phn loại . 29 4.2.1.2 Hình thức sinh sản . 30 4.2.1.3 Đặc điểm cấu tạo của Aspergillus niger 31 4.2.1.4 Đặc điểm cấu tạo của Aspergillus oryzae . 31 4.2.2 Mucor spp. . 31 4.2.2.1 Phn loại . 31 4.2.2.2 Hình thức sinh sản 32 4.2.2.3 Đặc điểm cấu tạo của Mucor hiemalis . 32 4.2.3 Penicillium spp. . 33 4.2.3.1 Phn loại . 33 4.2.3.2 Hình thức sinh sản 33 4.2.3.3 Đặc điểm cấu tạo của Penicillium citrium 34 4.2.4 Trichoderma spp. 34 4.2.4.1 Phn loại . 34 4.2.4.2 Hình thức sinh sản 35 4.2.4.3 Đặc điểm cấu tạo của Trichoderma lignorum . 35 Chương 5 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KLN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 36 5.1 Cơ chế thụ động 36 5.1.1 Qúa trình trao đổi ion . 36 5.1.2 Qúa trình hấp phụ . 37 5.2 Cơ chế chủ động 38 5.2.1 Cơ chế vận chuyển vật chất qua màng tế bào 38 5.2.1.1 Đặc điểm chung 38 5.2.1.2 Tính thấm của màng sinh chất 40 a. Tính thấm của lớp lipid kép40 b. Các phân tử protein vận chuyển 40 5.2.1.2 Sự vận chuyển các phân tử nhỏ qua màng sinh chất . 42 a. Khuếch tán đơn thuần 42 b. Khuếch tán trung gian 43 c. Vận chuyển tích cực . 44 5.2.2 Một số quá trình khác 46 5.2.2.1 Qúa trình kết tủa 46 5.2.2.2 Qúa trình oxi hoá 47 Phần 3 :VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 6 :VẬT LIỆU 48 6.1 Giống nấm mốc nghiên cứu 48 6.2 Kim loại nặng . 48 6.3 Vật liệu làm mô hình biofilm . 48 6.4 Vật liệu làm giá thể 48 Chương 7 : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49 7.1 Phương pháp nuôi cấy nấm mốc . 49 7.1.1 Nuôi cấy nấm mốc ở trên thạch nghiêng 49 7.1.2 Nuôi cấy nấm mốc trên môi trườngluận văn - báo cáo - tiểu luận - tài liệu chuyên ngành Môi Trường lỏng 49 7.2 Xác định đường cong tăng trưởng . 49 7.2.1 Mục tiêu . 49 7.2.2 Hoá chất và thiết bị . 50 7.2.3 Phương pháp . 50 7.3 Nghiên cứu chọn lọc giống nấm mốc có khả năng hấp phụ ion Cu2+ và Ni2+ tốt 51 7.3.1 Đối với sinh khối nấm mốc sống . 51 7.3.1.1 Mục tiêu . 51 7.3.1.2 Hoá chất và thiết bị 51 7.3.1.3 Phương pháp 51 7.3.2 Đối với sinh khối nấm mốc đã được xử lý 52 7.3.2.1 Mục tiêu . 52 7.3.2.2 Hoá chất và thiết bị 52 7.3.2.3 Phương pháp xử lý sinh khối 52 7.3.2.4 Phương pháp nghiên cứu hiệu quả hấp phụ 53 7.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình hấp phụ ion Ni2+ và Cu2+ 53 7.4.1 Yếu tố pH theo thời gian . 53 7.4.1.1 Mục tiêu 53 7.4.1.2 Hoá chất và thiết bị 54 7.4.1.3 Phương pháp . 54 7.4.2 Yếu tố nồng độ theo thời gian . 55 7.4.2.1 Mục tiêu 55 7.4.2.2 Hoá chất và thiết bị 55 7.4.2.3 Phương pháp 55 7.5 Khảo sát sự hình thành biofilm Aspergillus spp. 56 7.5.1 Phương pháp nuôi cấy tạo biofilm Aspergillus spp. 56 7.5.2 Phương pháp nghiên cứu . 56 7.6 Khảo sát khả năng phát triển của Aspergillus spp. trên vật liệu làm giá thể của biofilter 57 7.6.1 Rơm . 57 7.6.2 Ống nhựa . 57 Phần 4 : KẾT QUẢ – BÀN LUẬN Chương 8 : KẾT QUẢ – BÀN LUẬN . 58 8.1 Đường tốc độ tăng trưởng của nấm mốc 58 8.1.1 Kết quả 58 8.2 Nghiên cứu hiệu quả hấp phụ của các phương pháp xử lý của 5 giống nấm mốc 59 8.2.1 Kết quả của ion Ni2+ . 59 8.2.2 Kết quả của ion Cu2+ . 60 8.3 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ của Asp.niger 61 8.3.1 pH 61 8.3.1.1 Kết quả của ion Ni2+ 61 8.3.1.2 Kết quả của ion Cu2+ . 62 8.3.2 Nồng độ . 63 8.3.2.1 Kết quả của ion Ni2+ . 63 8.3.2.2 Kết quả của ion Cu2+ . 64 8.4 Khảo sát hiệu quả xử lý của biofilm Asp.niger đối với ion Ni2+ . 65 8.5 Khảo sát khả năng phát triển của Asp.niger trên vật liệu biofilter . 65 8.5.1 Đối với rơm . 65 8.5.1 Đối với ống nhựa 65 8.6 Bàn luận kết quả . 66 8.6.1 Kết quả nghiên cứu tốc độ tăng trưởng của 5 giống nấm mốc 66 8.6.2 Kết quả nghiên cứu hiệu quả hấp phụ của các phương pháp xử lý của 5 giống nấm mốc 66 8.6.3 Kết quả nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ 66 8.6.4 Kết quả khảo sát biofilm Asp.niger 67 8.6.5 Kết quả khảo sát khả năng phát triển của Asp.niger trên vật liệu biofilter 67 Phần 5 : KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Chương 9 : KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 68 9.1 Kết luận 68 9.2 Kiến nghị . 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC . 73

102 trang | Chia sẻ: maiphuongtl | Lượt xem: 1805 | Lượt tải: 0

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng (ion Ni2+ và Cu2+) trong nước của vi sinh vật và xác định các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình hấp phụ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

bao boïc [7]. Chöông 5 : CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA QUAÙ TRÌNH XÖÛ LYÙ KLN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC Caùc ion kim loaïi ñöôïc gaén keát leân maøng teá baøo bôûi nhöõng cô cheá hoaù lyù khaùc nhau, phuï thuoäc vaøo traïng thaùi cuûa teá baøo VSV vaø caùc ñieàu kieän moâi tröôøng. Nhöõng cô cheá gaén keát caùc ion KL leân beà maët teá baøo moät caùch chaéc chaén bao goàm caùc löïc töông taùc tónh ñieän, löïc van der Waals, covalent bonding, nhöõng phaûn öùng oxi hoaù khöû, quaù trình keát tuûa ngoaïi baøo, hay moät vaøi söï phoái hôïp cuûa nhöõng quaù trình ñoù [21]. Cô cheá quaù trình loaïi boû caùc ion KL trong nöôùc thaûi cuûa teá baøo vi sinh vaät ñöôïc chia thaønh 2 quaù trình cô baûn laø : ñaàu tieân laø bôûi sinh khoái soáng, phuï thuoäc vaøo hoaït ñoäng trao ñoåi chaát cuûa teá baøo, coøn ñöôïc goïi laø cô cheá chuû ñoäng. Quaù trình thöù hai thì lieân quan ñeán söï loaïi boû KL bôûi teá baøo soáng vaø cheát nhö laø moät keát quaû hoaït ñoäng cuûa nhöõng nhoùm chöùc hoaù hoïc trong thaønh phaàn cuûa maøng teá baøo, coøn goïi laø cô cheá thuï ñoäng [12, 24, 32]. 5.1 Cô cheá thuï ñoäng Cô cheá thuï ñoäng laø quaù trình keát gaén caùc ion KL leân beà maët teá baøo, khoâng phuï thuoäc vaøo quaù trình trao ñoåi chaát, do ñoù cuõng khoâng phuï thuoäc vaøo söï soáng cuûa teá baøo. Quaù trình xaûy ra chuû yeáu cuûa cô cheá naøy laø quaù trình haáp phuï vaø trao ñoåi ion [24]. 5.1.1 Quùa trình trao ñoåi ion Quaù trình trao ñoåi ion laø quaù trình caùc ion KL ñöôïc trao ñoåi vôùi caùc ion nhö K+ vaø Na+ treân beà maët teá baøo [24, 32]. Hình 5.1 Quang phoå SEM cuûa teá baøo naám moác ban ñaàu. m Hình 5.2 Quang phoå SEM cuûa teá baøo naám moác sau khi trao ñoåi ion vôùi Pb. 5.1.2 Quùa trình haáp phuï Quaù trình haáp phuï laø quaù trình gaén keát caùc ion KL treân beà maët teá baøo nhôø vaøo caùc thaønh phaàn hieän dieän ôû maøng teá baøo nhö polysaccharides, proteins vaø lipid. Trong caùc phaân töû naøy toàn taïi nhieàu nhoùm chöùc coù khaû naêng haáp phuï caùc ion KL nhö cacboxyl, amin, hydroxyl, sulfhydryl vaø phosphoryl. Ñaây laø nhöõng nhoùm chöùc khöû proton laøm cho beà maët teá baøo tích ñieän aâm, chính vì vaäy caùc nhoùm chöùc naøy coù theå haáp phuï moät löôïng KL vaø caùc hôïp chaát höõu cô phaân cöïc vaø kî nöôùc [11]. Caùc nhoùm chöùc naøy coù möùc ñoä hoaït ñoäng gaén keát KL khaùc nhau. Möùc ñoä haáp phuï cuûa caùc nhoùm chöùc phuï thuoäc vaøo vaøo caùc yeáu toá nhö : soá löôïng nhoùm chöùc ñònh vò treân beà maët, traïng thaùi hoaù hoïc cuûa caùc nhoùm chöùc, vaø aùi löïc giöõa nhoùm chöùc vaø KL [24]. Ngoaøi ra ôû thaønh teá baøo naám moác coøn ñöôïc caáu taïo bôûi chaát chitin töø hôïp chaát chitosan – glucans [12]. Chitin laø moät trong nhöõng thaønh phaàn chính trong thaønh teá baøo cuûa naám moác, ñoù laø moät daïng bieán ñoåi cuûa cellulose, trong ñoù moät goác coù chöùa nitô ñöôïc theâm vaøo moãi ñôn vò glucoz. Noù laø moät polysaccharide, ñöôïc caáu truùc bôûi N – acetyl – D – glucos – 2 – amine (N – acetylglucosamine), coù aùi löïc cao ñoái vôùi caùc ion kim loaïi [36]. Hình 5.3 Coâng thöùc caáu taïo cuûa chitin 5.2 Cô cheá chuû ñoäng Cô cheá chuû ñoäng coù 2 giai ñoaïn. Ñaàu tieân, caùc ion KL ñöôïc gaén keát thuï ñoäng leân beà maët maøng teá baøo vi sinh vaät. Sau ñoù caùc ion KL ñöôïc chuyeån vaøo beân trong teá baøo nhôø heä thoáng naêng löôïng cuûa teá baøo, vì vaäy cô cheá naøy phuï thuoäc vaøo söï soáng cuûa teá baøo [24]. 5.2.1 Cô cheá vaän chuyeån vaät chaát qua maøng teá baøo [1] 5.2.1.1 Ñaëc ñieåm chung - Caùc teá baøo soáng luoân luoân phaûi trao ñoåi chaát vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi vì nhu caàu haáp thu chaát dinh döôõng (glucose, axitamin, chaát khoùang…) thaûi nhöõng chaát caën baõ hoaëc caùc chaát tieát ra khoûi teá baøo. - Teá baøo caàn phaûi duy trì noàng ñoä caùc ion K+, Na+, Cl-, Ca++…) ñaûm baûo cho moïi hoaït ñoäng soáng trong teá baøo vaø cô theå. - Teá baøo caàn phaûi giöõ theå tích vaø hình daïng khoâng ñoåi baèng caùch giöõ moái töông quan thaåm thaáu giöõa teá baøo vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. - Söï trao ñoåi chaát ñöôïc thöïc hieän qua maøng sinh chaát cuûa teá baøo vaø maøng cuûa caùc baøo quan. - Maøng sinh chaát laø moät maøng lipid keùp, thöïc chaát noù khoâng phaûi thaám cho taát caû caùc phaân töû vaø ngaên caûn taát caû caùc phaân töû beân trong teá baøo thoaùt ra moâi tröôøng ngoaøi. Noù laø moät maøng soáng raát linh hoaït vaø raát chuû ñoäng vaän chuyeån caùc chaát ra vaøo teá baøo. Maøng coù tính thaám choïn loïc, chæ nhaän vaøo nhöõng chaát caàn thieát vaø thaûi ra nhöõng chaát khoâng caàn thieát duø caùc chaát naøy coù kích thöôùc lôùn hoaëc coù noàng ñoä khoâng theo höôùng cuûa gradient noàng ñoä. Baûng 5.1 So saùnh noàng ñoä moät soá ion trong vaø ngoaøi teá baøo. Thaønh phaàn Noàng ñoä trong teá baøo (mM) Noàng ñoä ngoaøi teá baøo (mM) Cation Na+ K+ Mg2+ Ca2+ H+ Anion Cl- 5 – 15 140 30 1 – 2 4 – 10 4 145 5 1 – 2 2.5 – 5 4 – 10 110 5.2.1.2 Tính thaám cuûa maøng sinh chaát a. Tính thaám cuûa lôùp lipid keùp - Caùc phaân töû caøng nhoû vaø hoaø tan ñöôïc trong caùc moâ môõ thì caøng deã thaám qua lôùp lipid keùp. - Caùc phaân töû nhoû khoâng mang ñieän tích cuõng thaám qua lôùp lipid keùp deã daøng (H2O, khí, CO2, N2, etanol). - Caùc ion tích ñieän ñieän vaø hydrat hoaù cao khoâng qua ñöôïc lôùp lipid keùp (H+, Na+, K+, Cl-, Ca2+…). Tuy nhieân, nhieàu ion vaø caùc phaân töû khaùc (glucose, acid amin) vaãn thaám qua ñöôïc maøng sinh chaát vaø maøng laïi bao goàm caû protein vaø lipid. Ñieàu ñoù chöùng toû caùc phaân töû protein cuûa maøng sinh chaát coù vai troø quan troïng trong söï vaän chuyeån caùc chaát qua maøng sinh chaát. Caùc phaân töû protein naøy ñöôïc goïi laø protein vaän chuyeån. b. Caùc phaân töû protein vaän chuyeån Ñoù laø caùc protein xuyeân maøng, chuùng hình thaønh moät con ñöôøng lieân tuïc xuyeân qua lôùp lipid keùp. Coù 3 loaïi khaùc nhau veà phöông thöùc hoaït ñoäng vaø caáu truùc. b.1 Protein keânh : laø protein taïo neân moät caùi oáng xuyeân qua maøng gioáng nhö con keânh, cho pheùp caùc chaát hoaø tan coù kích thöôùc vaø ñieän tích thích hôïp ñi qua maøng theo cô cheá khueách taùn ñôn thuaàn. b.2 Protein taûi thuï ñoäng : protein naøy coù vò trí lieân keát ñaëc hieäu vôùi phaân töû caàn vaän chuyeån vaø ñöa phaân töû ñoù qua maøng theo quy luaät khueách taùn, nghóa laø theo gradient noàng ñoä. b.3 Protein taûi tích cöïc (chuû ñoäng) : protein naøy hoaït ñoäng nhö moät caùi bôm vaø cuõng coù vò trí lieân keát ñaëc hieäu vôùi phaân töû caàn vaän chuyeån, ñöa chaát ñoù ñi ngöôïc gradient noàng ñoä. Söï vaän chuyeån naøy caàn naêng löôïng cuûa teá baøo. Trong söï hoaït ñoäng cuûa protein taûi coù caùc hình thöùc : - Vaän chuyeån ñôn : moãi laàn chæ vaän chuyeån moät loaïi phaân töû. - Vaän chuyeån keùp : cuøng moät luùc seõ vaän chuyeån hai loaïi phaân töû. + Neáu hai loaïi phaân töû ñöôïc vaän chuyeån cuøng chieàu thì ñöôïc goïi laø ñoàng vaän chuyeån. + Neáu hai loaïi phaân töû ñöôïc vaän chuyeån ngöôïc chieàu thì ñöôïc goïi laø ñoái vaän chuyeån. Hình 5.4 Caùc hình thöùc hoaït ñoäng cuûa protein taûi 5.2.1.2 Söï vaän chuyeån caùc phaân töû nhoû qua maøng sinh chaát Hình 5.5 Sô ñoà caùc cô cheá vaän chuyeån phaân töû nhoû qua maøng sinh chaát Goàm 3 cô cheá : a. Khueách taùn ñôn thuaàn a.1 Ñaëc ñieåm - Phaân töû chaát hoaø tan khoâng bò bieán ñoåi hoaù hoïc vaø khoâng keát hôïp vôùi moät loaïi phaân töû naøo khaùc. - Trong moïi tröôøng hôïp, quaù trình vaän chuyeån ñeàu phuï thuoäc vaøo noàng ñoä caùc chaát hoaø tan theo quy luaät khueách taùn : caùc chaát di chuyeån töø nôi coù noàng ñoä cao ñeán nôi coù noàng ñoä thaáp hôn (theo höôùng gradient noàng ñoä). - Söï vaän chuyeån coù theå dieãn ra theo hai chieàu thuaän nghòch tuyø thuoäc vaøo noàng ñoä chaát hoaø tan ôû hai beân maøng. - Söï vaän chuyeån khoâng tieâu toán naêng löôïng teá baøo. a.2 Caùc cô cheá - Khueách taùn ñôn thuaàn khoâng coù söï tham gia cuûa protein vaän chuyeån : Caùc phaân töû ñi qua maøng nhôø thaám qua ñöôïc lôùp lipid keùp maø khoâng caàn protein vaän chuyeån. - Khueách taùn ñôn thuaàn coù söï tham gia cuûa protein vaän chuyeån : Caùc protein vaän chuyeån laø loaïi protein keânh seõ taïo ra moät con ñöôøng cho caùc chaát ñi qua maøng theo gradient noàng ñoä. Coù 2 loaïi protein keânh : + Protein keânh môû lieân tuïc + Protein keânh môû khoâng lieân tuïc : protein naøy coù cô cheá ñoùng môû cuûa keânh taïm thôøi ñeå caùc phaân töû hoaø tan khueách taùn qua maøng. Thoâng thöôøng, coù caùc tín hieäu ñeå ñoùng môû keânh, ñoù laø caùc chaát gaén seõ keát hôïp vôùi protein keânh taïi vò trí ñaëc hieäu laøm cho keânh môû ra vaø phaân töû chaát hoaø tan loït vaøo ñöôïc. Hình 5.6 Sô ñoà cô cheá ñoùng môû cöûa keânh cuûa caùc protein keânh xuyeân maøng b. Khueách taùn trung gian b.1 Ñaëc ñieåm - Coù söï tham gia hoaït ñoäng cuûa protein vaän chuyeån laø protein taûi. Protein taûi coù vò trí ñaëc hieäu ñeå cô chaát baùm vaøo roài ñöa qua maøng. - Coù bieåu hieän hieäu öùng baûo hoaø, nghóa laø heä thoáng vaän taûi khoâng tieáp nhaän cô chaát nöõa vì nhu caàu teá baøo ñaõ ñuû. Nhö vaäy, coù moät söï giôùi haïn cho möùc ñoä vaän chuyeån. - Söï vaän chuyeån xaûy ra theo gradient noàng ñoä. - Khoâng tieâu toán naêng löôïng cuûa teá baøo. - Moät soá tröôøng hôïp, quaù trình vaän chuyeån coù theå xaûy ra theo hai chieàu thuaän nghòch tuyø thuoäc vaøo noàng ñoä töông ñoái cuûa cô chaát hai beân maøng. b.2 Cô cheá Protein taûi xoay trong maøng (xoay 1800) ñeå ñöa cô chaát töø beân naøy maøng sang beân kia maøng. Protein taûi thay ñoåi caáu hình ñeå tieáp nhaän cô chaát roài ñöa qua maøng. : Protein taûi môû ra ôû maët ngoaøi maøng ñeå tieáp nhaän phaân töû ñöôïc vaän chuyeån. : Protein taûi môû ra ôû maët trong maøng ñöa phaân töû ñöôïc vaän chuyeån vaøo trong teá baøo. Hình 5.7 Sô ñoà cô cheá hoaït ñoäng cuûa protein taûi c. Vaän chuyeån tích cöïc Trong teá baøo soáng, söï vaän chuyeån caùc chaát khoâng phaûi bao giôø cuõng theo höôùng töø nôi coù noàng ñoä cao ñeán nôi coù noàng ñoä thaáp hôn, traùi laïi coù moät soá chaát ñi qua maøng ngöôïc vôùi gradient noàng ñoä. Keát quaû trong teá baøo giöõ ñöôïc moät soá chaát coù noàng ñoä cao hôn moâi tröôøng ngoaøi vaø moät soá chaát coù noàng ñoä thaáp hôn moâi tröôøng ngoaøi. Nguyeân nhaân cuûa hieän töôïng naøy laø vì maøng sinh chaát laø moät maøng soáng, coù tính thaám choïn loïc, maøng seõ choïn loïc nhöõng chaát phuø hôïp theo nhu caàu cuûa teá baøo ñeå thu vaøo hay thaûi ra. Hieän töôïng vaän chuyeån caùc chaát moät caùch coù choïn loïc vaø ñi ngöôïc gradient noàng ñoä ñöôïc goïi laø vaän chuyeån tích cöïc. c.1 Ñaëc ñieåm - Gioáng nhö cô cheá khueách taùn trung gian, cuõng caàn coù söï hoaït ñoäng cuûa protein taûi, do ñoù coù bieåu hieän hieäu öùng baûo hoaø. - Quùa trình vaän chuyeån ñi ngöôïc gradient noàng ñoä vaø caàn tieâu thuï naêng löôïng cuûa teá baøo. - Cô chaát ñöôïc vaän chuyeån qua maøng theo moät höôùng nhaát ñònh ñoái vôùi moãi loaïi teá baøo. c.2 Moät soá heä vaän chuyeån tích cöïc - Heä vaän chuyeån tích cöïc Na+ - K+ - ATPase Ôû haàu heát caùc laoïi teá baøo, beân trong teá baøo coù noàng ñoä K+ cao hôn moâi tröôøng ngoaøi raát nhieàu laàn, vaø ngöôïc laïi noàng ñoä Na+ laïi thaáp hôn moâi tröôøng ngoaøi cuõng raát nhieàu laàn. Caùc teá baøo giöõ noàng ñoä K+ töông ñoái cao laø vì K+ raát caàn cho qua trình sinh toång hôïp protein vaø caàn cho söï hoaït ñoäng cuûa nhieàu loaïi men. Trong khi ñoù, söï xaâm nhaäp moät löôïng lôùn Na+ seõ keùo theo söï thaåm thaáu nhieàu phaân töû nöôùc laøm teá baøo tröông phoàng leân vaø vôõ ra. Thöïc teá khoâng xaûy ra hieän töôïng treân vì trong maøng sinh chaát coù moät heä vaän chuyeån tích cöïc ñeå giöõ vöõng noàng ñoä K+ vaø Na+, ñoù laø men Na+K+ATPase. Men Na+K+ATPase laø moät protein xuyeân maøng goàm hai ñôn vò döôùi. Ñôn vò lôùn coù vò trí baùm cho Na+, K+ vaø ATP (vò trí cho K+ ôû maët ngoaøi maøng, vò trí cho Na+ vaøa ATP ôû maët trong maøng). Ñôn vò döôùi nhoû laø moät glycoprotein coù chöùa acid sialic, glucose, glactose vaø moät soá ñöôøng 6C khaùc. P Men Na+K+ATPase hoaït ñoäng nhö moät caùi bôm, noù lieân keát taïm thôøi vôùi Na+ ôû maët trong maøng nhôø naêng löôïng thuyû phaân ATP. Na+K+ATPase seõ ñöôïc phosphoryl hoaù do nhoùm cuûa ATP gaén vaøo, noù xoay trong maøng sinh chaát 1800 ñeå chuyeån vò trí Na+ ra maët ngoaøi maøng, Na+ seõ taùch khoûi men Na+K+ATPase. Töông töï, ôû maët ngoaøi maøng K+ cuõng ñöôïc gaén vaøo vò trí ñaëc hieäu vaø ñöôïc Na+K+ATPase chuyeån vaøo beân trong roài taùch khoûi maøng ñeå vaøo baøo töông. Hình 5.8 Sô ñoà cô cheá hoaït ñoäng cuûa Na+K+ATPase : bôm Na+ ra vaø K+ vaøo teá baøo ngöôïc gradient noàng ñoä. 5.2.2 Moät soá quaù trình khaùc 5.2.2.1 Quùa trình keát tuûa Moät soá teá baøo vi sinh vaät coù khaû naêng tieát ra moät soá chaát coù khaû naêng laøm keát tuûa KL. Ví duï nhö trong moâi tröôøng kò khí, vi khuaån giaûm thieåu sulfate nhö Desulfovibrio vaø Desulfotomaculum saûn xuaát ra H2S laøm keát tuûa caùc ion KL döôùi daïng muoái sunfit [24]. 5.2.2.2 Quùa trình oxi hoaù Coù nhieàu phaûn öùng oxi hoaù-khöû KL ñöôïc thöïc hieän moät caùch giaùn tieáp bôûi moät soá loaøi vi khuaån. Ví duï nhö Escherichia coli coù theå tieát ra nhöõng enzym coù khaû naêng chuyeån hoaù töø Cr6+ thaønh Cr3+ khoâng tan [24]. Hình 5.9 Cô cheá cuûa nhöõng phaûn öùng giöõa KL vaø teá baøo Chöông 6 : VAÄT LIEÄU 6.1 Gioáng naám moác nghieân cöùu - Aspergillus niger : nguoàn töø khoa Moâi Tröôøng – tröôøng ÑH BK Tp.HCM. - Aspergillus oryzae : nguoàn töø khoa Moâi Tröôøng – tröôøng ÑH BK Tp.HCM. - Mucor hiemalis : nguoàn töø khoa Moâi Tröôøng – tröôøng ÑH BK Tp.HCM. - Penicillium citrium : nguoàn töø khoa Moâi Tröôøng – tröôøng ÑH BK Tp.HCM. - Trichoderma lignorum : nguoàn töø khoa Moâi Tröôøng – tröôøng ÑH BK Tp.HCM. 6.2 Kim loaïi naëng - Muoái Ni(NO3)2.6H2O do Merck saûn xuaát. - Muoái Cu(NO3)2.3H2O do Merck saûn xuaát. 6.3 Vaät lieäu laøm moâ hình biofilm Huû nhöïa coù ñöôøng kính 4 cm, chieàu cao 8cm : saûn xuaát taïi Vieät Nam. 6.4 Vaät lieäu laøm giaù theå - Rôm : coù nguoàn töø aáp Mít naøi, huyeän Cuû Chi, TP.HCM - OÁng nhöïa (hay coøn goïi laø ruoät gaø) coù ñöôøng kính khoaûng 18mm : saûn xuaát taïi Vieät Nam. Chöông 7 : PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 7.1 Phöông phaùp nuoâi caáy naám moác 7.1.1 Nuoâi caáy naám moác ôû treân thaïch nghieâng Trong quaù trình giöõ naám ñeå nghieân cöùu hoaëc baûo quaûn gioáng naám ñeàu phaûi caáy naám vaøo oáng thaïch nghieâng. Ta thöôøng duøng hai loaïi oáng: loaïi oáng nghieäm thoâng thöôøng 18´180mm vaø loaïi oáng nghieäm lôùn vôùi kích thöôùc 30´180mm. Khi caáy thì tay traùi caàm oáng, phaàn döôùi oáng nghieäm naèm trong loøng ngoùn vaø baøn tay. Moãi laàn caàm nhieàu nhaát laø 3 oáng trong ñoù coù moät oáng gioáng vaø hai oáng coù moâi tröôøng nhöng chöa caáy. Tay phaûi caàm que caáy, ñoát ñoû sôïi kim loaïi ñeå dieät truøng. Khi que caáy nguoäi thì duøng tay phaûi môû nuùt oáng baèng caùch keïp giöõa caùc ngoùn tay, roài hô mieäng oáng treân ngoïn löûa ñeøn coàn cho tôùi khi noùng boûng môùi thoâi. Ta dí ñaàu que caáy vaøo oáng thaïch voâ truøng ñeå cho nguoäi vaø thaám öôùt, sau ñoù ñöa vaøo oáng gioáng laáy moät ít baøo töû hoaëc moät ít sôïi naám ñem caáy leân oáng thaïch môùi. Ñoäng taùc caáy phaûi nhanh choùng nhöng khoâng ñöôïc ñeå que caáy coù gioáng chaïm vaøo thaønh oáng nghieäm coøn noùng. Khi hai oáng ñaõ caáy xong thì ta hô mieäng oáng qua ngoïn ñeøn coàn roài ñoùng nuùt boâng laïi. 7.1.2 Nuoâi caáy naám moác treân moâi tröôøng loûng Thao taùc nuoâi caáy naám ôû treân moâi tröôøng loûng cuõng gioáng nhö nuoâi caáy naám ôû treân thaïch nghieâng, nhöng trong quaù trình nuoâi caáy mieäng oáng caàn ñeå gaàn ngoïn ñeøn coàn, chuù yù khoâng ñeå chaát loûng leân tôùi phaàn oáng ñöôïc ñoát noùng. Vôùi caùch ñoù ta coù theå ngaên ngöøa nhöõng baøo töû naám taïp ôû trong khoâng khí khoâng rôi treân maët moâi tröôøng maø laïi rôi vaøo choã thuûy tinh ñaõ ñöôïc hô noùng do ñoù bò tieâu dieät. 7.2 Xaùc ñònh ñöôøng cong taêng tröôûng 7.2.1 Muïc tieâu Xaùc ñònh ñöôøng cong taêng tröôûng cuûa Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum nhaèm xaùc ñònh khoaûng thôøi gian chuùng tröôûng thaønh vaø löôïng sinh khoái thu ñöôïc cao. Töø ñoù ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc thôøi gian naøo thu sinh khoái ñeå söû duïng trong nghieân cöùu laø thích hôïp. 7.2.2 Hoaù chaát vaø thieát bò - Thaønh phaàn hoaù chaát cuûa moâi tröôøng Czapek loûng goàm : Saccharose 30g NaNO3 3g KH2PO4 1g MgSO4 0.5g FeSO4 0.01g Nöôùc caát 1000ml - Thieát bò goàm : tuû haáp voâ truøng, tuû caáy, tuû saáy, tuû aám. 7.2.3 Phöông phaùp - Caáy truyeàn caùc gioáng naám moác trong oáng gioáng ra caùc oáng nghieäm chöùa moâi tröôøng loûng. - Pha moâi tröôøng Czapek loûng ñoå vaøo caùc thuyû tinh coù theå tích 500ml, moãi chai laø 150ml dd moâi tröôøng. - Haáp voâ truøng ôû nhieät ñoä 1200C, aùp suaát 1at, trong voøng 30 phuùt. - Caáy truyeàn cuøng moät löôïng töông ñoái baøo töû cuûa 5 gioáng treân töø caùc oáng nghieäm loûng vaøo caùc chai moâi tröôøng ñaõ ñöôïc chuaån bò saün baèng pipet töï ñoäng coù theå tích thu töø 1μl – 1000 μl. - UÛ ôû nhieät ñoä 280C. - Sau 3 ngaøy, baét ñaàu töø ngaøy thöù 4, moãi ngaøy ta thu SK 3 chai töông öùng vôùi moãi gioáng, ñem röûa saïch baøo töû baèng nöôùc caát roài loïc qua bình huùt chaân khoâng vôùi giaáy loïc (ñaõ saáy, huùt aåm vaø xaùc ñònh khoái löôïng). Sau ñoù ñem sinh khoái saáy ôû nhieät ñoä 600C qua ñeâm roài caân xaùc ñònh khoái löôïng SK cuûa moãi chai. Keát quaû cuoái cuøng laø keát quaû trung bình cuûa SK trong 3 chai. 7.3 Nghieân cöùu choïn loïc gioáng naám moác coù khaû naêng haáp phuï ion Cu2+ vaø Ni2+ toát 7.3.1 Ñoái vôùi sinh khoái naám moác soáng 7.3.1.1 Muïc tieâu Khaûo saùt khaû naêng haáp phuï ñoái vôùi ion Cu2+ vaø Ni2+ cuûa 5 gioáng naám moác : Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum döôùi daïng sinh khoái soáng nhaèm choïn löïa ñöôïc chuûng naám moác coù khaû naêng haáp phuï cao trong quaù trình xöû lyù ion Cu2+ vaø Ni2+ trong nöôùc. 7.3.1.2 Hoaù chaát vaø thieát bò - Muoái Ni(NO3)2.6H2O. - Muoái Cu(NO3)2.3H2O. - Dd HNO3 1% ñeå baûo quaûn maãu. - Dd HNO3 0.01% vaø dd NaOH 0.01% ñeå ñieàu chænh pH. - Thieát bò : tuû haáp voâ truøng, tuû caáy, tuû aám, maùy laéc, maùy ly taâm sieâu toác 7.3.1.3 Phöông phaùp - SK cuûa 5 chuûng naám moác treân sau khi nuoâi 7 ngaøy baèng moâi tröôøng Czapek loûng trong caùc chai ñöôïc loïc ra giaáy loïc nhôø bình huùt chaân khoâng. - Laáy SK soáng xeù thaønh nhöõng maûnh vuïn nhoû. - Cho 50ml dd ion Ni2+ vaø Cu2+ coù noàng ñoä 50 mg/l, pH = 5.0 vaøo caùc Erlen coù theå tích 100ml. - Caân 0.1g SK moãi Erlen. - Laéc caùc Erlen chöùa hoãn dòch SK vaø ion KL baèng maùy laéc vôùi toác ñoä 100 voøng/phuùt trong voøng 180phuùt. - Laáy 5ml hoãn dòch ñem ly taâm vôùi vaän toác 6000 voøng/phuùt trong voøng 10phuùt ñeå taùch SK. - Sau ñoù pha loaõng maãu baèng dd HNO3 1% roài tröõ laïnh. - Ño keát quaû noàng ñoä coøn laïi trong dung dòch sau quaù trình haáp phuï baèng maùy haáp thu nguyeân töû (AAS). 7.3.2 Ñoái vôùi sinh khoái naám moác ñaõ ñöôïc xöû lyù 7.3.2.1 Muïc tieâu Khaûo saùt khaû naêng haáp phuï ñoái vôùi ion Cu2+ vaø Ni2+ cuûa 5 chuûng naám moác Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum döôùi daïng sinh khoái ñaõ ñöôïc xöû lyù, nhaèm choïn löïa ñöôïc chuûng naám moác vaø phöông phaùp xöû lyù sinh khoái toát, coù khaû naêng haáp phuï cao trong quaù trình xöû lyù ion Cu2+ vaø Ni2+ trong nöôùc. 7.3.2.2 Hoaù chaát vaø thieát bò - Muoái Ni(NO3)2.6H2O. - Muoái Cu(NO3)2.3H2O. - Dd HNO3 1% ñeå baûo quaûn maãu. - Dd HNO3 0.01% vaø dd NaOH 0.01% ñeå ñieàu chænh pH. - Boät giaët. - Thieát bò : tuû haáp voâ truøng, tuû caáy, tuû saáy, tuû aám, maùy laéc, maùy ly taâm sieâu toác 7.3.2.3 Phöông phaùp xöû lyù sinh khoái a. Xöû lyù sinh khoái baèng nhieät ñoä Loïc SK ra giaáy loïc baèng bình huùt chaân khoâng. Sau ñoù ñem saáy khoâ ôû nhieät ñoä 60oC qua ñeâm. b. Xöû lyù sinh khoái baèng dung dòch boät giaët Ñun soâi SK trong 500ml nöôùc caát chöùa 2.5g boät giaët trong 15 phuùt. Laáy SK ra röûa saïch baèng nöôùc caát ñeán khi pH khoâng ñoåi trong khoaûng trung tính (khoaûng töø 6.5 - 7.5). Sau ñoù loïc SK ra giaáy loïc baèng bình huùt chaân khoâng, roài ñem saáy khoâ ôû nhieät ñoä 60oC qua ñeâm. 7.3.2.4 Phöông phaùp nghieân cöùu hieäu quaû haáp phuï - SK cuûa 5 chuûng naám moác treân sau khi nuoâi 7 ngaøy baèng moâi tröôøng Czapek loûng trong caùc chai ñöôïc loïc ra giaáy loïc baèng bình huùt chaân khoâng. Sau ñoù ñem xöû lyù baèng nhieät ñoä vaø boät giaët. - Laáy SK ñaõ ñöôïc xöû lyù baèng nhieät ñoä vaø boät giaët xeù thaønh nhöõng maûnh vuïn nhoû. - Cho 50ml dd ion Ni2+ vaø Cu2+ coù noàng ñoä 50 mg/l, pH = 5.0 vaøo caùc Erlen coù theå tích 100ml. - Caân 0.1g SK cho vaøo moãi Erlen. - Laéc caùc Erlen chöùa hoãn dòch SK vaø ion KL baèng maùy laéc vôùi toác ñoä 100 voøng/phuùt trong voøng 180phuùt. - Laáy 5ml hoãn dòch ñem ly taâm vôùi vaän toác 6000 voøng/phuùt trong voøng 10phuùt ñeå taùch SK. - Sau ñoù pha loaõng maãu baèng dd HNO3 1% roài tröõ laïnh. - Ño keát quaû noàng ñoä coøn laïi trong dung dòch sau quaù trình haáp phuï baèng maùy haáp thu nguyeân töû (AAS). 7.4 Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá ñeán quaù trình haáp phuï ion Ni2+ vaø Cu2+ 7.4.1 Yeáu toá pH theo thôøi gian 7.4.1.1 Muïc tieâu Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa yeáu toá pH ñeán hieäu quaû haáp phuï ion Ni2+ vaø Cu2+ cuûa Aspergillus spp. nhaèm xaùc ñònh ñöôïc ôû möùc pH naøo thì quaù trình haáp phuï caùc ion ñoù dieãn ra hieäu quaû nhaát. Quùa trình khaûo saùt ñöôïc tieán haønh sau caùc khoaûng thôøi gian nhaèm xaùc ñònh thôøi gian naøo thì quaù trình haáp phuï dieãn ra toát ôû nhöõng möùc pH töông öùng cuûa noù. 7.4.1.2 Hoaù chaát vaø thieát bò - Muoái Ni(NO3)2.6H2O. - Muoái Cu(NO3)2.3H2O. - Dd HNO3 1% ñeå baûo quaûn maãu. - Dd HNO3 0.01% vaø dd NaOH 0.01% ñeå ñieàu chænh pH. - Boät giaët. - Thieát bò : tuû haáp voâ truøng, tuû caáy, tuû saáy, tuû aám, maùy laéc, maùy ly taâm sieâu toác. 7.4.1.3 Phöông phaùp - SK Aspergillus spp. sau khi nuoâi 7 ngaøy trong moâi tröôøng Czapek loûng, ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp xöû lyù hieäu quaû. - Laáy SK ñaõ ñöôïc xöû lyù ñem nghieàn ra thaønh nhöõng maûnh vuïn nhoû. - Laáy 50ml dd ion Ni2+ vaø Cu2+ coù noàng ñoä 50 mg/l, coù pH = 3, 4, 5, 6, 7, vaøo moãi Erlen coù theå tích 100ml. Nhöng ñoái vôùi loaït nghieân cöùu daõy pH cuûa dd ion Cu2+ chæ döøng ôû pH = 6, vì ôû pH = 7 ion Cu2+ bò keát tuûa. - Caân 0.1g SK cho vaøo caùc Erlen. - Laéc caùc Erlen chöùa hoãn dòch SK vaø ion KL baèng maùy laéc vôùi toác ñoä 100 voøng/phuùt. - Sau caùc khoaûng thôøi gian laáy maãu laø 0, 60, 90, 120, 150, 180 phuùt .Laáy 5ml hoãn dòch ñem ly taâm vôùi vaän toác 6000 voøng/phuùt trong voøng 10phuùt ñeå taùch SK. - Sau ñoù pha loaõng maãu baèng dd HNO3 1%, tröõ laïnh. - Ño keát quaû noàng ñoä coøn laïi trong dung dòch sau quaù trình haáp phuï baèng maùy haáp thu nguyeân töû (AAS). 7.4.2 Yeáu toá noàng ñoä theo thôøi gian 7.4.2.1 Muïc tieâu Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa yeáu toá noàng ñoä ñeán hieäu quaû haáp phuï ion Ni2+ vaø Cu2+ cuûa Aspergillus spp. nhaèm xaùc ñònh ñöôïc khaû naêng haáp phuï cuûa Aspergillus spp. taïi caùc noàng ñoä khaùc nhau ñeå thuaän lôïi cho vieäc ñònh höôùng quaù trình öùng duïng Aspergillus spp. trong xöû lyù caùc loaïi nöôùc thaûi oâ nhieãm Ni2+ vaø Cu2+ khaùc nhau veà sau. Quùa trình khaûo saùt ñöôïc tieán haønh sau caùc khoaûng thôøi gian nhaèm xaùc ñònh thôøi gian naøo thì quaù trình haáp phuï dieãn ra toát ôû nhöõng möùc noàng ñoä töông öùng cuûa noù. 7.4.2.2 Hoaù chaát vaø thieát bò - Muoái Ni(NO3)2.6H2O. - Muoái Cu(NO3)2.3H2O. - Dd HNO3 1% ñeå baûo quaûn maãu. - Dd HNO3 0.01% vaø dd NaOH 0.01% ñeå ñieàu chænh pH. - Boät giaët. - Thieát bò : tuû haáp voâ truøng, tuû caáy, tuû saáy, tuû aám, maùy laéc, maùy ly taâm sieâu toác. 7.4.2.3 Phöông phaùp - SK Aspergillus spp. sau khi nuoâi 7 ngaøy trong moâi tröôøng Czapek loûng, ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp xöû lyù hieäu quaû. - Laáy SK ñaõ ñöôïc xöû lyù ñem nghieàn ra thaønh nhöõng maûnh vuïn nhoû. - Laáy 50ml dd ion Ni2+ vaø Cu2+ coù pH hieäu quaû töông öùng vôùi moãi ion, coù noàng ñoä thay laø 10, 50, 100, 150, 200 mg/l vaøo moãi Erlen coù theå tích 100ml. - Caân 0.1g SK cho vaøo caùc Erlen. - Laéc caùc Erlen chöùa hoãn dòch SK vaø ion KL baèng maùy laéc vôùi toác ñoä 100 voøng/phuùt. - Sau caùc khoaûng thôøi gian laáy maãu laø 0, 60, 90, 120, 150, 180 phuùt .Laáy 5ml hoãn dòch ñem ly taâm vôùi vaän toác 6000 voøng/phuùt trong voøng 10phuùt ñeå taùch SK. - Sau ñoù pha loaõng maãu baèng dd HNO3 1%, tröõ laïnh. - Ño keát quaû noàng ñoä coøn laïi trong dung dòch sau quaù trình haáp phuï baèng maùy haáp thu nguyeân töû (AAS). 7.5 Khaûo saùt khaû naêng öùng duïng biofilm Aspergillus spp. 7.5.1 Phöông phaùp nuoâi caáy taïo biofilm Aspergillus spp. - Caáy naám moác vaøo 250ml moâi tröôøng Czapek loûng ñaõ voâ truøng trong chai thuyû tinh. - Quan saùt söï hình thaønh biofilm cuûa naám moác treân beà maët moâi tröôøng Czapek loûng. 7.5.2 Phöông phaùp nghieân cöùu - Biofilm cuûa naám moác sau khoaûng 20 ngaøy seõ ñöôïc xöû lyù baèng dung dòch boät giaët. - Gaén bioflim sau xöû lyù vaøo 2 moâ hình huõ nhöïa töông öùng moâ hình 1 lôùp bioflim vaø moâ hình 2 lôùp bioflim. - Loïc saïch bioflim sau khi xöû lyù boät giaët baèng nöôùc caát roài ñeå khoâ nöôùc. - Xaùc ñònh toác ñoä loïc cuûa biofilm, hieäu quaû haáp phuï ion Ni2+ cuûa 1 lôùp bioflim vaø 2 lôùp bioflim. 7.6 Khaûo saùt khaû naêng phaùt trieån cuûa Aspergillus spp. treân vaät lieäu laøm giaù theå cuûa biofilter 7.6.1 Rôm - Rôm ñöôïc phôi naéng khoaûng moät tuaàn, sau ñoù ñöôïc caét ra töøng ñoaïn khoaûng 2–4cm. - Röûa saïch baèng dd HNO3 10% 2 laàn. - Röûa laïi baèng nöôùc caát ñeán khi pH khoâng ñoåi. - Voâ truøng baèng tia cöïc tím trong 60 phuùt. - Söû duïng laøm giaù theå cho naám moác. 7.6.2 OÁng nhöïa - OÁng nhöïa ñöôïc caét nhoû ra thaønh töøng ñoaïn khoaûng 2 – 3cm, roài röûa saïch baèng nöôùc caát. - Voâ truøng baèng tia cöïc tím trong 60 phuùt. - Söû duïng laøm giaù theå cho naám moác. Chöông 8 : KEÁT QUAÛ – BAØN LUAÄN Ñöôøng toác ñoä taêng tröôûng cuûa naám moác 8.1.1 Keát quaû Hình 8.1 Ñoà thò toác ñoä taêng tröôûng cuûa 5 chuûng naám moác. Nhaän xeùt : Caùc gioáng naám moác ñeàu coù thôøi gian thích nghi ban ñaàu khoaûng 2 – 3 ngaøy roài môùi baét ñaàu taêng tröôûng vaø sinh saûn nhanh. Nhöng sau 7 ngaøy thì möùc ñoä taêng tröôûng cuûa chuùng ñaõ oån ñònh vaø taêng tröôûng raát chaäm, giai ñoaïn naøy dieãn ra khaù daøi so vôùi caùc loaøi vi sinh vaät khaùc (treân 15 ngaøy). Trong soá 5 gioáng naám moác nghieân cöùu laø Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum, thì Aspergillus spp. coù toác ñoä maïnh nhaát vaø cho khoái löôïng SK cao nhaát so vôùi caùc gioáng khaùc, hôn M.hiemalis – gioáng taêng tröôûng yeáu nhaát khoaûng 36.5% khoái löôïng sinh khoái. 8.2 Nghieân cöùu hieäu quaû haáp phuï cuûa caùc phöông phaùp xöû lyù cuûa 5 gioáng naám moác 8.2.1 Keát quaû cuûa ion Ni2+ Hình 8.2 Ñoà thò hieäu quaû haáp phuï cuûa caùc phöông phaùp xöû lyù cuûa 5 gioáng naám moác ñoái vôùi ion Ni2+, ôû pH = 5, NÑ ban ñaàu = 50 mg/l, thôøi gian = 180phuùt. Nhaän xeùt : Nhìn chung ta thaáy caùc phöông phaùp xöû lyù naám moác ñeàu laøm gia taêng khaû naêng haáp phuï ion Ni2+ cuûa chuùng. Phöông phaùp cho hieäu quaû xöû lyù cao nhaát laø phöông phaùp xöû lyù SK baèng boät giaët, cao hôn so vôùi SK soáng khoaûng töø 20 – 37% vaø cao hôn so vôùi SK ñöôïc xöû lyù baèng nhieät ñoä khoaûng töø 10 – 20%. Trong caùc gioáng naám moác haáp phuï KLN treân thì Aspergillus spp. coù khaû naêng haáp phuï Ni2+ khaù cao so vôùi caùc gioáng khaùc, ñaëc bieät laø Asp.niger vôùi khaû naêng haáp phuï sau khi ñöôïc xöû lyù baèng boät giaët ñaït ñöôïc 48.70% (töông öùng vôùi khoaûng 12.18 mgNi2+/gSK). 8.2.2 Keát quaû cuûa ion Cu2+ Hình 8.3 Ñoà thò hieäu quaû haáp phuï cuûa caùc phöông phaùp xöû lyù cuûa 5 gioáng naám moác ñoái vôùi ion Cu2+ ôû pH = 5, NÑ ban ñaàu = 50 mg/l, thôøi gian = 180phuùt. Nhaän xeùt : Keát quaû haáp phuï ñoái vôùi ion Cu2+ cuõng cho thaáy phöông phaùp xöû lyù naám moác ñeàu laøm gia taêng khaû naêng haáp phuï cuûa chuùng. Phöông phaùp cho hieäu quaû xöû lyù cao nhaát laø phöông phaùp xöû lyù SK baèng boät giaët, cao hôn so vôùi SK soáng khoaûng töø 35 – 47% vaø cao hôn so vôùi SK ñöôïc xöû lyù baèng nhieät ñoä khoaûng töø 15 – 30%. Trong caùc gioáng naám moác haáp phuï Cu2+ treân thì Aspergillus spp. coù khaû naêng haáp cao hôn so vôùi caùc gioáng khaùc vaø cao nhaát laø Asp.niger vôùi khaû naêng haáp phuï sau khi ñöôïc xöû lyù baèng boät giaët ñaït ñöôïc 45.53% (töông öùng vôùi khoaûng 10.97 mgCu2+/gSK). 8.3 Xaùc ñònh caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû haáp phuï cuûa Asp.niger 8.3.1 pH 8.3.1.1 Keát quaû cuûa ion Ni2+ Hình 8.4 Ñoà thò bieán thieân hieäu quaû haáp phuï ôû caùc möùc pH khaùc nhau cuûa Asp.niger ñoái vôùi ion Ni2+, NÑ ban ñaàu = 50ml/l. Nhaän xeùt : ÔÛ noàng ñoä 50mg/l cuûa ion Ni2+, Asp.niger sau xöû lyù coù hieäu quaû haáp phuï cao nhaát ôû pH = 5, gaáp 1.5 laàn so vôùi khi haáp phuï ôû pH = 4, vaø gaáp ñoâi so vôùi pH = 3. Hieäu quaû haáp phuï dieãn ra maïnh meõ nhaát ôû 60 phuùt ñaàu tieân vaø cao nhaát ôû 120 phuùt. 8.3.1.2 Keát quaû cuûa ion Cu2+ Hình 8.5 Ñoà thò bieán thieân hieäu quaû haáp phuï ôû caùc möùc pH khaùc nhau cuûa Asp.niger ñoái vôùi ion Cu2+, NÑ ban ñaàu = 50ml/l. Nhaän xeùt : ÔÛ noàng ñoä 50mg/l cuûa ion Cu2+, Asp.niger sau xöû lyù coù hieäu quaû haáp phuï cao nhaát ôû pH = 6, gaáp 1.7 laàn so vôùi khi haáp phuï ôû pH = 4, vaø gaáp 2.2 laàn so vôùi pH = 3. ÔÛ pH = 7 thì caùc ion Cu2+ bò keát tuûa. Hieäu quaû haáp phuï dieãn ra maïnh meõ nhaát ôû 60 phuùt ñaàu tieân vaø cao nhaát ôû 120 phuùt. 8.3.2 Noàng ñoä 8.3.2.1 Keát quaû cuûa ion Ni2+ Hình 8.6 Ñoà thò bieán thieân hieäu quaû haáp phuï ôû caùc möùc noàng ñoä khaùc nhau cuûa Asp.niger ñoái vôùi ion Ni2+, pH = 5. Nhaän xeùt : Khi noàng ñoä caøng cao thì hieäu quaû haáp phuï caøng giaûm vaø khi noàng ñoä taêng ñeán 150 mg/l thì hieäu quaû haáp phuï cuûa Asp.niger raát thaáp ( khoaûng 12%). Hieäu quaû haáp phuï ion Ni2+ cuûa Asp.niger cao nhaát ôû NÑ 10mg/l, ñaït ñöôïc 80%, gaáp 1.7 laàn so vôùi ôû möùc NÑ 50 mg/l, vaø gaáp 2.5 laàn so vôùi ôû möùc NÑ 100mg/l. Hieäu quaû haáp phuï dieãn ra maïnh meõ nhaát ôû 60 phuùt ñaàu tieân vaø cao nhaát ôû 120 phuùt. 8.3.2.2 Keát quaû cuûa ion Cu2+ Hình 8.7 Ñoà thò bieán thieân hieäu quaû haáp phuï ôû caùc möùc noàng ñoä khaùc nhau cuûa Asp.niger ñoái vôùi ion Cu2+, pH = 6. Nhaän xeùt : Ñoái vôùi ion Cu2+, khi noàng ñoä caøng cao thì hieäu quaû haáp phuï caøng giaûm vaø khi noàng ñoä taêng ñeán 200 mg/l thì hieäu quaû haáp phuï cuûa Asp.niger raát thaáp ( khoaûng 11.5%). Hieäu quaû haáp phuï ion Ni2+ cuûa Asp.niger cao nhaát ôû NÑ 10mg/l, ñaït ñöôïc khoaûng 93%, gaáp 1.2 laàn so vôùi ôû möùc NÑ 50 mg/l, vaø gaáp 3 laàn so vôùi ôû möùc NÑ 100mg/l. Hieäu quaû haáp phuï dieãn ra maïnh meõ nhaát ôû 60 phuùt ñaàu tieân vaø cao nhaát ôû 120 phuùt. 8.4 Khaûo saùt hieäu quaû xöû lyù cuûa biofilm Asp.niger ñoái vôùi ion Ni2+ Hình 8.8 Ñoà thò bieåu hieän hieäu quaû xöû lyù ion Ni2+ cuûa biofilm Asp.niger ôû noàng ñoä 50 mg/l, pH = 5, thôøi gian laø 2 phuùt. Nhaän xeùt : Biofilm Asp.niger dai vaø toát, cho hieäu quaû xöû lyù Ni2+ cao trong thôøi gian ngaén vì toác ñoä loïc nhanh (0.133 ml/s ñoái vôùi biofilm 1 lôùp vaø 0.088 ml/s ñoái vôùi biofilm 2 lôùp). 8.5 Khaûo saùt khaû naêng phaùt trieån cuûa Asp.niger treân vaät lieäu biofilter 8.5.1 Ñoái vôùi rôm Khaû naêng baùm dính cuûa Asp.niger treân rôm sau khi ñöôïc xöû lyù sô boä raát toát. Chuùng khoâng bò taùch rôøi ra ngay caû sau khi ñöôïc ñun soâi trong dung dòch boät giaët. 8.5.1 Ñoái vôùi oáng nhöïa Asp.niger baùm ñöôïc treân beà maët oáng nhöïa nhöng ñoä baùm dính khoâng chaéc chaén. 8.6 Baøn luaän keát quaû 8.6.1 Keát quaû nghieân cöùu toác ñoä taêng tröôûng cuûa 5 gioáng naám moác - Trong 5 gioáng naám moác phaùt trieån treân moâi tröôøng Czapek loûng thì Aspergillus spp. coù löôïng sinh khoái taêng nhieàu nhaát vaø Mucor spp. coù löôïng sinh khoái thaáp nhaát. Mucor spp. coù löôïng sinh khoái ít laø do söï hình thaønh baøo töû boïc cuûa Mucor laøm cho sinh khoái phoàng vaø xoáp, neân khoái löôïng sinh khoái nheï hôn so vôùi caùc gioáng kia. 8.6.2 Keát quaû nghieân cöùu hieäu quaû haáp phuï cuûa caùc phöông phaùp xöû lyù cuûa 5 gioáng naám moác - Trong 5 chuûng Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Penicillium citrium, Trichoderma lignorum thì Aspergillus spp. laø gioáng coù khaû naêng haáp phuï cao nhaát, vì soá nhoùm chöùc coù khaû naêng gaén keát KL treân beà maët cuûa teá baøo Aspergillus spp. nhieàu hôn so vôùi caùc gioáng kia, ñaëc bieät laø Asp.niger . - Phöông phaùp xöû lyù SK baèng nhieät ñoä cho hieäu quaû cao hôn sinh khoái soáng moät phaàn laø do khoái löôïng khi saáy khoâ seõ chöùa nhieàu teá baøo hôn so vôùi khoái löôïng öôùt (treân cuøng 0.1g SK). - Phöông phaùp xöû lyù SK baèng boät giaët cho hieäu quaû haáp phuï KLN cao nhaát vì khi ñun soâi trong dung dòch boät giaët thì boät giaët seõ laøm saïch beà maët teá baøo cuûa naám moác, vì vaäy laøm gia taêng hieäu quaû haáp phuï KLN leân beà maët teá baøo cuûa chuùng. Ñoàng thôøi SK sau khi ñöôïc ñun soâi trong boät giaët trong voøng 15 phuùt ñaõ bò cheát hoaøn toaøn, khoâng caàn toán theâm chi phí khöû truøng. 8.6.3 Keát quaû nghieân cöùu caùc thoâng soá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû haáp phuï - Theo keát quaû nghieân cöùu thì hieäu quaû haáp phuï cuûa teá baøo Asp.niger thaáp khi ôû möùc pH thaáp vì coù söï caïnh tranh giöõa caùc nhoùm chöùc treân beà maët teá baøo. Nhöng khi pH taêng leân quaù cao thì hieäu quaû haáp phuï laïi giaûm laø do KLN baét ñaàu bò keát tuûa. - Khi noàng ñoä caøng taêng thì hieäu quaû haáp phuï caøng giaûm laø do soá löôïng nhoùm chöùc coù khaû naêng gaén keát KL treân beà maët teá baøo laø coá ñònh ñoái vôùi töøng loaïi naám moác khaùc nhau. 8.6.4 Keát quaû khaûo saùt biofilm Asp.niger - Asp.niger coù khaû naêng taïo biofilm toát laø do heä khuaån ty cuûa naám moác khi phaùt trieån, ñan xen chaèng chòt vaøo nhau taïo neân moät lôùp biofilm toát, coù khaû naêng xöû lyù KLN cao. Moät trong nhöõng nguyeân nhaân laøm taêng hieäu quaû xöû lyù cuûa biofilm laø do caùc ion KLN ñöôïc tieáp xuùc vôùi löôïng SK nhieàu hôn. 8.6.5 Keát quaû khaûo saùt khaû naêng phaùt trieån cuûa Asp.niger treân vaät lieäu biofilter - Rôm sau khi ñöôïc xöû lyù baèng tia cöïc tím cuûa naéng maët trôøi vaø baèng acid HNO3 10% thì seõ ñöôïc laøm saïch beà maët, taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho heä khuaån ty cuûa Asp.niger coù theå phaùt trieån treân rôm, laøm cho khaû naêng baùm dính toát. Rôm cuõng laø moät vaät lieäu coù khaû naêng haáp phuï KLN, vì vaäy söï keát hôïp giöõa rôm vaø naám moác seõ laøm gia taêng hieäu quaû xöû lyù cuûa chuùng. - Asp.niger baùm dính ñöôïc treân beà maët oáng nhöïa nhôø lôùp polysaccarid treân beà maët teá baøo cuûa naám moác, nhöng khoâng baùm dính ñöôïc chaéc chaén nhö treân rôm laø do chæ baùm dính treân beà maët nhöïa trô maø khoâng phaùt trieån caém saâu vaøo ñöôïc nhö treân rôm. Chöông 9 : KEÁT LUAÄN – KIEÁN NGHÒ 9.1 Keát luaän - Trong caùc gioáng naám moác coù khaû naêng haáp phuï KLN thì Aspergillus niger laø moät gioáng coù tieàm naêng ñöôïc öùng duïng laøm chaát haáp phuï sinh hoïc vì coù khaû naêng haáp phuï cao ( 20.26mgCu2+/gSK ôû pH = 6, vaø 11.39 mgNi2+/gSK ôû pH = 5, sau 120phuùt). Phöông phaùp xöû lyù naám moác baèng boät giaët laøm gia taêng hieäu quaû xöû lyù vaø ñoàng thôøi laøm cheát SK cuûa Asp.niger. - SK sau khi ñöôïc xöû lyù baèng boät giaët seõ haáp phuï hieäu quaû ôû möùc pH = 5 ñoái vôùi ion Ni2+ vaø pH = 6 ñoái vôùi ion Cu2+ vaø thôøi gian haáp phuï laø 120phuùt. ÔÛ noàng ñoä 10mg/l, hieäu quaû haáp phuï cuûa Asp.niger laø cao nhaát (79.6% ñoái vôùi ion Ni2+ vaø 92.9% ñoái vôùi ion Cu2+). ÔÛ noàng ñoä 50mg/l, hieäu quaû haáp phuï giaûm (81.4% ñoái vôùi ion Cu2+ vaø 47.2 ñoái vôùi ion Ni2+). Vaø khi noàng ñoä tieáp tuïc taêng leân thì hieäu quaû haáp phuï tieáp tuïc giaûm xuoáng, taêng ñeán noàng ñoä 200 mg/l thì teá baøo khoâng coøn xöû lyù hieäu quaû nöõa. - Asp.niger coù khaû naêng phaùt trieån maïnh vaø hình thaønh biofilm treân beà maët moâi tröôøng loûng toát. Biofilm cuûa Asp.niger coù dieän tích beà maët phuï thuoäc vaøo dieän tích beà maët cuûa moâi tröôøng loûng, vaø beà daøy phuï thuoäc vaøo thôøi gian vaø chaát dinh döôõng trong moâi tröôøng. Theo khaûo saùt ban ñaàu thì toác ñoä loïc cuûa biofilm Asp.niger nhanh vaø hieäu quaû cao hôn so vôùi daïng lô löûng (ôû noàng ñoä 50 mg/l, pH = 5, hieäu quaû xöû lyù ñaït ñöôïc 59.0% ñoái vôùi biofilm 1 lôùp vaø 87.2% ñoái vôùi biofilm 2 lôùp trong 2 phuùt ñaàu tieân). - Khaû naêng baùm dính cuûa Asp.niger treân rôm toát hôn so vôùi treân oáng nhöïa. 9.2 Kieán nghò Vôùi ñieàu kieän khí haäu cuûa nöôùc ta raát thuaän lôïi cho söï phaùt trieån cuûa naám moác, Asp.niger coù khaû naêng phaùt trieån toát trong caùc moâi tröôøng dinh döôõng reû tieàn hay coù theå taùi söû duïng SK töø caùc ngaønh saûn xuaát khaùc, coù khaû naêng haáp phuï KLN cao, deã daøng xöû lyù sau khi duøng ñeå haáp phuï KLN vì löôïng sinh khoái nhoû. Vì vaäy caàn phaûi phaùt trieån tieáp tuïc nghieân cöùu veà khaû naêng haáp phuï cuûa Asp.niger treân moät soá KLN khaùc cuõng nhö khaû naêng öùng duïng cuûa Asp.niger vaøo caùc moâ hình xöû lyù, vaø hieäu quaû tröïc tieáp treân nöôùc thaûi, nhaèm xaây döïng moät vaät lieäu haáp phuï sinh hoïc môùi reû tieàn vaø coù hieäu quaû xöû lyù toát ñeå öùng duïng vaøo xöû lyù KLN trong nöôùc bò oâ nhieãm. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO TRONG NÖÔÙC [1] Boä moân sinh hoïc tröôøng ÑH Y Döôïc Tp.HCM, (1997). Sinh hoïc ñaïi cöông. Nhaø xuaát baûn noâng nghieäp Tp.HCM. [2] Haø Huy Keá & Buøi Xuaân Ñoàng. Naám moác vaø phöông phaùp phoøng choáng. Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, TpHCM. [3] Hoaøng Vaên Nhueä, Traàn Ñöùc Haï, (2002). Thoaùt nöôùc – taäp 2 – Xöû lyù nöôùc thaûi. Nhaø Xuaát Baûn Khoa Hoïc vaø Kyõ Thuaät Haø Noäi. [4] Leâ Huy Baù, (2002). Ñoäc hoïc moâi tröôøng. Nhaø Xuaát Baûn Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp.HCM. [5] Nguyeãn Ñöùc Löôïng, Nguyeãn Thò Thuyø Döông, (2003). Coâng ngheä sinh hoïc moâi tröôøng – taäp 1 – Coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi. Nhaø Xuaát Baûn Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp.HCM. [6] Nguyeãn Laân Duõng et al., (1978). Moät soá phöông phaùp nghieân cöùu vi sinh vaät hoïc – taäp 1. Nhaø Xuaát Baûn Khoa Hoïc vaø Kyõ Thuaät, Haø Noäi. [7] Nguyeãn Laân Duõng et al., (1978). Moät soá phöông phaùp nghieân cöùu vi sinh vaät hoïc – taäp 2. Nhaø Xuaát Baûn Khoa Hoïc vaø Kyõ Thuaät, Haø Noäi. [8] Nguyeãn Phöôùc Daân et al.,(2003). Nghieân cöùu thöïc nghieäm coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp hoaù chaát vaø xi maï. CEFINEA, Tp.HCM. [9] Toâ Minh Chaâu et al., (1999). Vi sinh vaät hoïc ñaïi cöông. Tröôøng Ñaïi hoïc Noâng Laâm. NÖÔÙC NGOAØI [10] A. Kapoor & T.Viraraghavan, (1998). Biosorption of heavy metals on Aspergillus niger : effect of pretreatment. Bioresourse Technology. 63, 109 – 113. [11] A. Kapoor & T.Viraraghavan, (1997). Heavy metal biosorption sites in Aspergillus niger. Bioresourse Technology. 61, 221 – 227. [12] A. Kapoor & T.Viraraghavan, (1995). Fungal biosorption – an alternative treatment option for heavy metal bearing wastewaters : a review. Bioresourse Technology. 53, 195 – 206. [13] A. Kapoor, T.Viraraghavan & D. R. Cullimore, (1999). Removal of heavy metals using the fungus Aspergillus niger. Bioresourse Technology. 70, 95 – 104. [14] A.Y. Dursun et al., (2003) Bioaccumulation of copper(II), lead(II) and chromium(VI) by growing Aspergillus niger. Process Biochemistry. 38, 1647 – 1651. [15] Barceloù J., and Poschenrieder C.. Phytoremediation: principles and perspectives. Contributions to Science, institute d’Edtudis Catalans, Bacelona, pp 333 – 344, 2003. [16] Cabral, J.P.S., (1992). Selective binding of metal ions to Pseudomonas syringae cells. Microbios. 71, 47 – 53. [17] C. Huang & C.P. Huang, (1996). Applycation of Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae for Cu(II) removal. Water Res. 9, 1985 – 1990. [18] C. Huang et al, (1990). The removal of Cu(II) from dilute aqueous solution by Saccharomyces cerevisae. Water Res. 24, 443 – 9. [19] D.H.Nies, (1999). Microbial heavy metal resistance. Appl Microbiol Biotechnol. 51, 730 – 750. [20] Gadd, G. M. (1988). Accumulation of metals by microorganisms and algae. In biotechnology: A complete Treatise, 33 – 401. [21] Gadd, G. M. (1992). Biosorption. J. Chem. Technol. Biotechnol., 55, 4 – 302. [22] Gary A. Payne et al., (2001) Aspergillus niger absorbs copper and zinc from swine wastewater. Bioresourse Technology. 77, 41 – 49. [23] Jilek et al., Properties and development of cultivated biosorbent. Rudy, 23, 6 – 282. [24] M. Gavrilescu, (2004). Removal of heavy metals from the environment by biosorption. Eng. Life Sci. 3, 219 – 232. [25] M. M. Assadi & M. R. Jahangiri, (2001). Textile wastewater treatment by Aspergillus niger. Desalination. 141, 1 – 6. [26] M. N. Norbakhsh et al, (2002). Biosorption of Cr6+, Pb2+ and Cu2+ ions in industril waste water on Bacillus spp. Chemical Engineering Journal. 85, 351 – 355. [27] Patrica A. Terry & Wendy Stone, (2002). Biosorption of cadimium and copper contaminated water by Scenedesmus abundans. Chemosphere. 47, 249 – 255. [28] Semra Ilhan et al, (2004). Effect of pretreatment on biosorption of heavy metals by fungal biomass. Trakya Univ J Sci. 5,11 – 17. [29] S. K. Mehta & J. P. Gaur, (2001). Removal of Ni and Cu from single and binary metal solutions by free and immobilized Chlorella vulgaris. Europ. J. Protistol. 37, 261 – 271. [30] Tamer Akar & Sibel Tunali, (2006). Biosorption characteristic of Aspergillus flavus biomass for removal of Pb(II) and Cu(II) ions from an aqueous solution. Bioresourse Technology. 97, 1780 – 1787. [31] Volesky, B., Removal of heavy metals by biosorption. In: M.R. Ladisch and A.Bose (Editors), Hamessing Biotechnology for the 21st Century. American Chemical Society, Washington, D.C. (1992). [32] Waihung Lo at all, (1999). A comparative investigation on the biosorption of lead by filamentous fungal biomass. Chemosphere. 39, 2723 – 2736. [33] Yu Liu et al., (2003). Biosorption kinetics of cadimium (II) on aerobic granular sludge. Process Biochemistry. 38, 997 – 1001. [34] Z. Kozakiewicz, (1989). Aspergillus species on stored products. Mycological papers. C.A.B International, UK. TREÂN INTERNET [35] [36] PHUÏ LUÏC Phuï luïc 1 : Keát quaû nghieân cöùu ñöôøng cong taêng tröôûng Ngaøy Khoái löôïng Asp.oryzae,g Khoái löôïng T.lignorum,g Khoái löôïng P.citrium,g Khoái löôïng M.hiemalis,g Khoái löôïng Asp.niger,g 4 0.0686 0.0514 0.0469 0.0307 0.0643 5 0.0957 0.0839 0.0749 0.0532 0.1053 6 0.148 0.1191 0.1264 0.0866 0.1408 7 0.2022 0.1814 0.172 0.1318 0.2076 8 0.2094 0.1841 0.1751 0.1354 0.2032 9 0.2022 0.1832 0.18 0.1372 0.2118 10 0.2049 0.1895 0.1805 0.14 0.2107 11 0.2085 0.1877 0.1751 0.1354 0.2029 12 0.2085 0.1895 0.1787 0.1417 0.2129 13 0.21 0.1922 0.1801 0.1372 0.215 14 0.2076 0.195 0.1751 0.1363 0.2208 15 0.2094 0.1922 0.1787 0.1363 0.2193 Phuï luïc 2 : Keát quaû nghieân cöùu hieäu quaû haáp phuï cuûa caùc phöông phaùp xöû lyù cuûa 5 gioáng naám moác. AO180Ni AN180Ni Tri180Ni P180Ni M180Ni 27.723 30.628 24.351 17.32 33.4 AO180Ni (To) AN180Ni (To) Tri180Ni (To) P180Ni (To) M180Ni (To) 34.81 41.62 31.124 21.805 37.6 AO180Ni (Pre) AN180Ni (Pre) Tri180Ni (Pre) P180Ni (Pre) M180Ni (Pre) 43.325 48.702 37.681 25.822 41.634 AO180Cu AN180Cu Tri180Cu P180Cu M180Cu 23.225 26.18 17.907 15.62 18.681 AO180Cu (To) AN180Cu (To) Tri180Cu (To) P180Cu (To) M180Cu (To) 33.9 38.154 21.333 24.326 24.504 AO180Cu (Pre) AN180Cu (Pre) Tri180Cu (Pre) P180Cu (Pre) M180Cu (Pre) 40.71 45.526 31.3 28.893 34.419 Phuï luïc 3 : Keát quaû nghieân cöùu caùc thoâng soá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû haáp phuï - Yeáu toá pH theo thôøi gian Ni0AN3 Ni60AN3 Ni90AN3 Ni120AN3 Ni150AN3 Ni180AN3 4.308 20.921 24.632 23.209 21.854 21.262 Ni0AN4 Ni60AN4 Ni90AN4 Ni120AN4 Ni150AN4 Ni180AN4 6.413 32.049 34.622 35.435 34.42 33.016 Ni0AN5 Ni60AN5 Ni90AN5 Ni120AN5 Ni150AN5 Ni180AN5 6.478 48.633 50.562 49.143 49.425 47.294 Ni0AN6 Ni60AN6 Ni90AN6 Ni120AN6 Ni150AN6 Ni180AN6 6.349 25.724 28.32 28.728 27.741 24.626 Ni0AN7 Ni60AN7 Ni90AN7 Ni120AN7 Ni150AN7 Ni180AN7 6.002 23.229 27.154 26.526 26.223 23.71 Cu0AN3 Cu60AN3 Cu90AN3 Cu120AN3 Cu150AN3 Cu180AN3 10.523 32.235 34.126 37.705 35.15 32.044 Cu0AN4 Cu60AN4 Cu90AN4 Cu120AN4 Cu150AN4 Cu180AN4 19.532 37.316 40.566 42.753 42.308 39.529 Cu0AN5 Cu60AN5 Cu90AN5 Cu120AN5 Cu150AN5 Cu180AN5 24.717 46.191 48.643 49.521 47.27 46.95 Cu0AN6 Cu60AN6 Cu90AN6 Cu120AN6 Cu150AN6 Cu180AN6 52.339 79.168 82.2 80.594 78.63 76.06 - Yeáu toá noàng ñoä theo thôøi gian Cu0AN10 Cu60AN10 Cu90AN10 Cu120AN10 Cu150AN10 Cu180AN10 69.245 92.252 93.56 92.923 93.17 90.5 Cu0AN50 Cu60AN50 Cu90AN50 Cu120AN50 Cu150AN50 Cu180AN50 46.483 78.424 80.911 81.437 80.246 78.405 Cu0AN100 Cu60AN100 Cu90AN100 Cu120AN100 Cu150AN100 Cu180AN100 5.904 28.392 29.128 30.146 29.136 27.185 Cu0AN150 Cu60AN150 Cu90AN150 Cu120AN150 Cu150AN150 Cu180AN150 5.184 16.009 17.592 18.766 16.607 15.52 Cu0AN200 Cu60AN200 Cu90AN200 Cu120AN200 Cu150AN200 Cu180AN200 2.182 9.291 12.462 12.725 10.956 10.26 Ni0AN10 Ni60AN10 Ni90AN10 Ni120AN10 Ni150AN10 Ni180AN10 33.867 76.869 79.621 79.64 80.304 78.45 Ni0AN50 Ni60AN50 Ni90AN50 Ni120AN50 Ni150AN50 Ni180AN50 13.049 48.323 48.419 47.238 45.52 43.27 Ni0AN100 Ni60AN100 Ni90AN100 Ni120AN100 Ni150AN100 Ni180AN100 5.814 32.926 34.262 33.361 32.256 27.632 Ni0AN150 Ni60AN150 Ni90AN150 Ni120AN150 Ni150AN150 Ni180AN150 9.98 12.235 12.621 12.83 10.8 6.598 Ni0AN200 Ni60AN200 Ni90AN200 Ni120AN200 Ni150AN200 Ni180AN200 4.588 8.524 8.72 7.83 7.799 5.417 Phuï luïc 4 : Keát quaû khaûo saùt biofilm Asp.niger KH maãu 50B1 50B2 Toác ñoä loïc, ml/s 0.133333 0.088106 Hieäu quaû xöû lyù, % 0.277489 0.183363 Dieän tích beà maët loïc, cm2. 9.6211 9.6211 Phuï luïc 5 : Tieâu chuaån Vieät Nam, TCVN 5945 – 1995 Phaïm vi öùng duïng: Tieâu chuaån naøy quy ñònh giôùi haïn noàng ñoä caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn trong nöôùc cuûa caùc cô sôû saûn xuaát, cheá bieán, kinh doanh, dòch vuï….(goïi chung laø nöôùc thaûi coâng nghieäp). Tieâu chuaån naøy duøng ñeå kieåm soaùt chaát löôïng nöôùc thaûi coâng nghieäp tröôùc khi xaû vaøo nguoàn tieáp nhaän. Giaù trò giôùi haïn Giaù trò giôùi haïn thoâng soá vaø noàng ñoä caùc thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi coâng nghieäp khi ñoå vaøo caùc vöïc nöôùc phaûi phuø hôïp vôùi quy ñònh trong baûng. Ñoái vôùi nöôùc thaûi moät soá ngaønh coâng nghieäp ñaëc thuø, giaù trò caùc thoâng soá vaø caùc chaát thaønh phaàn ñöôïc quy ñònh trong tieâu chuaån rieâng. Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc nhoû hôn giaù trò quy ñònh trong coät A coù theå ñoå vaøo vöïc nöôùc ñöôïc duøng laøm nguoàn cung caáp nöôùc sinh hoaït. Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn hoaëc nhoû hôn giaù trò quy ñònh trong coät B chæ ñöôïc ñoå vaøo caùc vöïc nöôùc duøng laøm muïc ñích giao thoâng thuûy, töôùi tieâu, bôi loäi, nuoâi thuûy saûn, troàng troït…. Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò quy ñònh trong coät B nhöng khoâng vöôït qua giaù trò quy ñònh trong coät C chæ ñöôïc pheùp ñoå vaøo nôi qui ñònh. Nöôùc thaûi coâng nghieäp coù caùc giaù trò thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát thaønh phaàn lôùn hôn giaù trò quy ñònh trong coät C khoâng ñöôïc pheùp thaûi vaøo moâi tröôøng. Phöông phaùp laáy maãu, phaân tích, tính toaùn, xaùc ñònh töøng thoâng soá vaø noàng ñoä cuï theå ñöôïc quy ñònh trong caùc tieâu chuaån Vieät Nam töông öùng. Baûng p.1 : Baûng giaù trò giôùi haïn caùc thoâng soá vaø noàng ñoä caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi coâng nghieäp. STT Thoâng soá Ñôn vò Giaù trò giôùi haïn A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Nhieät ñoä pH BOD5 (20oC) COD Chaát lô löûng Asen Cadimi Chì Clo dö Crom ( Cr6+) Crom ( Cr3+) Daàu môõ khoaùng Daàu ñoäng thöïc vaät Ñoàng Keõm Mangan Niken Photpho höõu cô Photpho toång soá Saét Tetracloetylen Thieác Thuyû ngaân Toång N Tricloetylen N-NH3 Florua Phenol Sulfua Cianua Toång hoaït ñoäng phoùng xaï α Toång hoaït ñoäng phoùng xaï b Coliform oC - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100 ml 40 6-9 20 50 50 0.05 0.01 0.1 1 0.05 0.2 KPHÑ 5 0.2 1 0.2 0.2 0.2 4 1 0.02 0.2 0.005 3 0.05 0.1 1 0.001 0.2 0.05 0.1 1 5000 40 4.5-9 50 100 100 0.1 0.002 0.5 2 0.1 1 1 10 1 2 1 1 0.5 6 5 0.1 1 0.005 6 0.3 1 2 0.05 0.5 0.1 0.1 1 10000 45 5-9 100 400 200 0.5 0.5 1 2 0.5 2 5 30 5 5 5 2 1 8 10 0.1 5 0.01 60 0.3 10 5 1 1 0.1 - - - Phuï luïc 6 : Hình aûnh söû duïng trong luaän vaên Hình p.6.1 : Moâ hình nghieân cöùu treân Erlen. Hình p.6.2 : SK Asp.oryzae Hình p.6.3 : SK Asp.niger Hình p.6.4 : Asp.niger phaùt trieån treân rôm Hình p.6.5 Ñoä daøy cuûa biofilm Asp.niger Hình p.6.6 : Biofilm cuûa Asp.oryzae Hình p.6.7 : Biofilm Asp.niger sau khi ñöôïc xöû lyù baèng boät giaët Hình p.6.8 : Moâ hình khaûo saùt hieäu quaû xöû lyù cuûa biofilm Asp.niger

Các file đính kèm theo tài liệu này:

Luanvan.doc