Đề tài Sử dụng vi sinh vật trong phân hủy dầu và các hợp chất có nguồn gốc dầu

ước ngọt và đất. Cho đến nay, người ta đã xác định được hơn 200 loài vi khuẩn, men và nấm có khả năng phân huỷ được các hidrocacbon có số nguyên tử cacbon thay đổi từ C1 (CH4) đến các hợp chất có số nguyên tử cacbon lớn hơn C40. Trong môi trường biển, vi khuẩn được coi là loài phân huỷ hidrocacbon ưu thế và phân bố trong cả vùng cực lạnh. Còn trong nước ngọt, men và nấm đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ dầu. Số lượng và thành phần vi sinh vật không đồng đều ở những khu vực khác nhau và ở những độ sâu khác nhau tuỳ theo điều kiện môi trường cụ thể. Những môi trường có chứa nhiều chất hữu cơ, số lượng và thành phần vi sinh vật phát triển mạnh. Ngược lại, những khu vật nghèo chất hữu cơ, số lượng và thành phần vi sinh vật ít hơn. Trên mặt đất, số lượng và thành phần vi sinh vật rất ít, do độ ẩm không thích hợp và do tác động của tia ánh sáng mặt trời làm cho phần lớn vi sinh vật bị tiêu diệt. Trong đất, thường gặp các loài vi khuẩn như: Bac.mycoides, Bac.subtilis, Bac.mensentriricus, Micrococcusalbus. Độ sâu từ 10cm đến 20cm, số lượng và thành phần vi sinh vật tập trung nhiều ở độ sâu này, độ ẩm vừa thích hợp (50% - 90%), các chất dinh dưỡng lại tích luỹ nhiều, không bị tác dụng của chiếu sáng nên vi sinh vật phát triển nhanh. Các quá trình chuyển hoá quan trọng trong đất chủ yếu xảy ra ở độ sâu này. Số lượng và thành phần vi sinh vật sẽ giảm ở độ sâu trên 30cm (hầu như không có trừ trường hợp mạch nước ngầm), vi sinh vật ở độ sâu này thường là nhóm yếm khí, đồng thời có khả năng chịu được một áp suất lớn. Mặt khác, ở lớp đất này hầu như chất hữu cơ rất hiếm nên vi sinh vật rất khó phát triển. Số lượng và thành phần vi sinh vật ưa dầu trong đất còn thay đổi mạnh ở những nơi có nhiều đá cuội sỏi, cát, số lượng và thành phần vi sinh vật ít hơn. 1.2.Các nhóm vi sinh vật phân huỷ dầu 1.2.1.Vi sinh vật phân huỷ hydrrocacbon : Năm 1895,Miyoshi công bố rằng ISOTRYTIS CINEVEA có khả năng phân huỷ parafin . Năm 1906 Rahn nghiên cứu sự phân giải parafin của nấm mốc . Bắt đầu từ đó hàng loạt các nghiên cứu cho thấy có rất nhiều loài vi sinh vật có khả năng phân huỷ dầu mỏ và khí tự nhiên . Hydrocacbon Tên vi sinh vật Loại Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 5 Metan Hexandecan Oxadecan C10 - C20 C12 - C15 C13 - C19 C14 - C18 C15 - C28 n-parafin Methanomonas sp Bacillus Cadida Trropicalis Micrococcus Cerificans Pseudomonas Aeruginosa Bacillus Theronophin Candida sp Mycobacterium Lacticolum M . Rubam Vas Propanicum M. Flavum Vas Mathnicum Nocardia sp Pseudomonas Aeryginosa Candida Lipolytica Mycobacterium Phlei Candida Guilliermondi Micrococcus Cerificans Candida Intermetia Torulopsis Candida Tropicalis Lipolytica C.Pelliculosa C.Intermetia Candida Intermedia C .Lipolytica Candida Albicans C.Tropidalis Candida Lipolytica Pseudomonas Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Vi khuẩn Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Nấm Vi khuẩn Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 6 Một số vi sinh vật phân giải dầu trong môi trường biển và bờ như là vi khuẩn :Achromobacter, Acinetobacter , Alcaligenes , Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterum , Cornybacterium ,Flavobacterium Nocardia,Pseudomonas ,Vibrio và các men và nấm như là Aspergillus, Candida , Cladosperrium , Penicillium , Phodotorula , Sporobolomyces , Trichodernia. 2.Cơ chế phân giải Hydrocacbon : a.Phân giải ankan ( mạch thẳng ): Các ankan mạch thẳng là những thành phần dễ bị phân huỷ nhất trong các hợp chất của dầu mỏ. Sự phân hủy sinh học của n ankan với trọng lượng phân tử lên tới C44 đã được chứng minh. Các n ankan có dãy cacbon từ C10 đến C26 là những hydrocacbon thường dễ bị phân hủy bởi visinh vật. Quá trình phân giải n ankan chủ yếu diễn ra: CH3(CH2)nCH3 CH3(CH2)nCH2OH (Rượu béo bậc 1) -2H CH3(CH2)nCHO (Andehyt béo) -2H H2O CH3(CH2)2COOH (Axit béo) CH3CoS.Co.A CH3 (CH2)n-2 _CoS.Co.A Acetyl_Co.A Chu trình Krebs b. Phân giải metan: Cơ chế của quá trình phân giải CH4: CH4 CH3OH HCHO HCOOH CO2 Vi khuẩn Pseudomonas methanica có khả năng sử dụng một số hợp chất 1 C làm nguồn thức ăn và nguồn năng lượng duy nhất. Đây là loại vi khuẩn có thể phân giải được hợp chất1 C c. Phân giải các hợp chất thơm: Các hydrocacbon thơm được chuyển thành các dẫn xuất octo_ hoặc para_ dyoxitphenyl. Dưới tác dụng của hệ thống enzyme cảm ứng (enzyme oxygennaza), các vòng thơm sẽ bị cắt đứt. Cuối cùng, các vòng thơm bị cắt đứt trên được hydroxyl hóa tạo thành các axit hữu cơ. Quá trình phân giải hợp chất thơm (Nguyễn Đức Lượng_1996) Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 7 R + O2 + XH2 Hydroylaza + H2O + X OH Các trường hợp cắt vòng hydrocacbon đăc trưng: Trường hợp 1: (Sự phân cắt octo) trong trường hợp này, sự liên kết oxy phân tử với 2 nguyên tử cacbon lân cận xảy ra và tạo thành một peroxit vòng. Sau đó, sự chuyển vị nội phân tử với sự cắt liên kết C_C hình thành và tạo thành oxit. Sự phân cắt ở đây thường do vi khuẩn phân giải các hợp chất thơm thể đơn giản Quá trình phân giải pirocatechin (octo) (Nguyễn Đức Lượng_1996) OH OOH O2 OH OOH Pirocatechaza axit_cis_cis_muconic Trường hợp 2: (Phân cắt theo octo): Trường hợp này cũng thường thấy ở vi khuẩn: Đây là trường hợp phân cắt vòng thơm giữa nguyên tử cacbon bị hydroxyl hóa và nguyên tử lân cận không bị hydroxyl hóa. Thí dụ: Pirocatechin dưới tác dụng của metylpirocatecchaza sẽ chuyển hóa thành axit semialdehyt_2_okimuconit. Chất này vềø sau có thể chuyển hóa thành CO2, axit acetic, axit pyruvic. Hoặc monocatechin dưới tác dụng của protocatachact_4,5_oxigennaza sẽ chuyển hóa thành axit senilaldehyt_2_ oxi_4_cacboximucomic. Chất này về sau sẽ chuyển hóa thành axit oxalaxetic và axit pyruvic. Quá trình phân giải pirocatechin (meta) (Nguyễn Đức Lượng_1996) CHO COOH O2 OH OH CHO COOH COOH Axit seminaldehyt_ 2_oxi_4_cacboxylmuconic Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 8 Trường hợp 3: Là trường xảy ra sự cắt vòng ở vị trí trong nguyên tử cacbon bị hydroit hóa 2 nguyên tử cacbon liên kết với nhóm cacbon mạch thẳng nào đó. Axt gentifinic, axit hpmogentinific, phenylacanin, axit phenylpropionic là những chất bị phân cắt theo con đường này. d. Phân giải các hợp chất 2 cacbon: Cơ chế của quá trình này rất đặc biệt. Aetate và các hợp chất sinh ra nó (etanol) có thể trực tiếp tham gia vào chu trình Krebs và sau đó được oxy hóa một cách triệt để. Các hợp chất 2 cacbon có khả năng oxy hóa cao hơn aetate (như glycolat và glyxin) không trực tiếp tham gia vào ch trình Kerbs. Nhiều vi sinh vật có khả năng chuyển hóa các hợp chất này thàng glioxilat sau đó chất này mới được oxy hó ahoàn toàn thông qua chu trình Kerbs. Tuy nhiêu vi khuẩn nitrat hóa Micoococcus dentrificans có thể chuyển hóa glioxilat theo 1 con đường khác gọi là con đường βoiaspactat. Từ đó, glioxilat sẽ tạo thành glixin. Glixin sẽ ngưng tụ với 1 glioxelat khác tạo thành erifro_ βoxiasparfat. Chất này bị khử nước sinh ra NH và axit oxalaxetic. Trực khuẩn G- Pseudomonas oxalaticus có khả năng sử dụng oxalat làm nguồn cacbon duy nhất. Cơ chế của quá tình này có thể được tóm tắt như sau: Oxalat + Xucxinit Co.A Oxalit Co.A + Xucxinat Oxalit Co.A TPP Formit Co.A + CO2 Formit Xaxinat Formiat + Xucxinyl Co.A Tóm lại: Sự phân hủy sinh học dầu thường theo thứ tự sau: Ankan mạch thẳng ankan mạch nhánh các hợp chất htơm trọng lượng phân tử thấp ankan vòng (xicloankan) Trình tự trên không phải là bất biến. Sự không đồng nhất về thành phần trong các loại dầu khác nhau ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ phân hủy sinh học của các cấu tử dầu. Tốc độ phân hủy sinh học của các cấu tử dầu giống nhau có thể thay đổi đáng kể các loại dầu khác nhau. Sự chuyển hóa ké cũng đóng vai trò quan trọng đối với tốc độ phân hủy sinh học dầu. Nhiều loại hợp chất thơm , vòng và nhánh khó phân hũy theo cơ chế chuyển hóa riêng lại có thể bị oxy hóa qua sự chuyển hóakép tong hỗn hợp dầu do sự phong phú của các hợp chất khác có trong dầu. 4.Điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả năng phân hủy sinh học dầu: Tốc độ phân hủy sinh học của dầu bị đổ tràn sẽ chịu ảnh hưởng rất lớn bởi đặc điểm của môi trường tự nhiên. Những nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến sự phân hủy sinh học dầu bao gồm quá trình phong hóa dầu, nhiệt độ, hàm lượng chất dinh dưỡng, ôxy và pH a.Các quá trình phong hóa: (bay hơi, hòa tan, quang hóa, phân tán và tạo nhũ tương, ảnh hưởng rất lớn đến sự phân hủy dầu: _ Sự bay hơi làm giảm nồng độ và độc tính của dầu nên vi sinh vật có khả năng phân hủy dầu còn lại _ Quá trình nhũ tương hóa làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dầu với nước nên vi sinh vật ưa dầu dễ dàng xâm nhập và phân hủy dầu _ Quá trình quang hóa, ôxy hóa làm phân tán và hòa tan dầu nên khả năng phân hủy sinh học diễn ra nhanh hơn. b. Nhiệt độ: Nhiệt độ của môi trường ảnh hưởng lên cả đặc tính của vệt dầu và sự hoạt động của loài vi sinh vật. Ở nhiệt độ thấp, sự phân hủy sinh học dầu diễn ra chậm do độ nhớt của dầu tăng Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 9 trong khi tính bay hơi của các hydrocacbon trọng lượng phân tử thấp lại giảm. Một vài hợp chất dễ hòa tan hơn ở nhiệt độ thấp (ví dụ: Ankan mạch ngắn) và moat số hợp chất thơm có trọng lượng phân tử thấp lại dễ dàng hòa tan hơn ở nhiệt độ cao hơn. Sự phân hủy sinh học các hydrocacbon có thể xảy ra ở nhiệt độ khá rộng vàmức độ phân hủy sinh học thường giảm với sự giảm của nhiệt độ. Trong khoảng nhiệt độ từ 100C đến 450C hoạt động của vi sinh vật sẽ tăng gấp đôi cho mỗi khoảng tăng 100C Mức độ phân hủy cao nhất thường xảy ra ở 300C đến 400C trong môi trường đất, 200C đến 300C trong môi trường nước ngọt, 150C đến 200C ở biển. Aûnh hưởng của nhiệt d0ộ đến thành phần vi sinh vật trong đất rất phức tạp c. Oâxy: Vì sự phân hủy của các hợp chất hydrocacbon thơm và no điều liên quan đến quá trình ôxy hóa do vậy điều kiện hiếu khí thường được quan tâm nhất trong quá trình phân hủy dầu sinh học. Quá trình phân hủy dầu được thực hiện trong điều kiện yếm khí là rầt chậm. Ở các vùng đầm lầy, các bãi triều, đất ngập măn và các bãi biển được cấu tạo bởi trầm tích mịn hạt, hàm lượng ôxy thường rất ít. Tác động của sóng, gió, dòng chảy và nhiệt độ sẽ làm tăng hàm lượng ôxy cung cấp cho visinh vật ở khu vực này d. Các chất dinh dưỡng: Theo lý thuyết khoảng 150mg Nitơ và 80mg Phospho có thể kích thích chuyển hóa được 1g hydrocacbon thành các chất như: CO2, nước, sinh khối (Rosenberg và Ron, 1996) Khi sự cố tràn dầu lớn xảy ra trong môi trường nước biển hoặc nước ngọt, sự cung cấp cacbon gia tăng đột ngột và sự hiện diện của Nitơ, Phospho trở thành yếu tố cần thiết cho qua 1trình phân hủy sinh học của dầu. Trong môi trường biển, hàm lượng các chất dinh dưỡng cung cấp cho vi sinh vật phụ thuộc vào hàm lượng Nitơ, Phospho có trong nước biển. Hàm lượng chất dinh dưỡng thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào môi trường là sông, hồ hoặc đầm lầy. Ở đầu nguồn các sông thường nghèo chất dinh dưỡng và ở hạ lưu các sông lại giàu chất dinh dưỡng (do tiếp nhận các chất từ hoạt động công nghiệp, sinh hoạt và nông nghiệp) e. Các nhân tố khác: Các nhân tố khác ảnh hưởng đến quá trình phân hủy dầu mỏ gồm: pH, độ mặn. PH của nước biển thì ổn định và mang tính kiềm nhẹ. Ngược lại pH của nước ngọt và trong mặt đất có thể thay đổi rất lớn. Các chất chứa nhiều vật liệu hữu cơ trong đầm lầy thường bị axit hóa, trong khi đất chứa ít vật liệu hữu cơ thường ở điều kiện trung tính đến kiềm. Hầu heat các vi khuẩn dị dưỡng và nấm phát triển thuận lợi ở pH trung tính, mộ số loại nấm có thể chịu đựng được ở môi trường có tính axit. Tốc độ phân hủy sinh học của dầu tăng khi pH tăng, tốc độ phân hủy tối ưu xảy ra dưới điều kiện kiềm nhẹ Sự thay đổi độ mặn cũng ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học của dầu qua sự biến đổi quần thể vi sinh vật, Sự thay đổi độ mặn đột ngột xảy ra trong môi trường cửa sông, nơi có vi sinh vật biển xáo trộn với vi sinh vật nước ngọt. Nhiều vi sinh vật nước ngọt có thể sống moat thời gian dài trong nước mặn dù rất ít có thể sinh sôi. Ngược lại, hầu heat các vi sinh Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 10 vật ở môi trường biển có độ mặn tối ưu thay đổi từ 25% - 35%, hầu như không phát triển ở độ mặn thấp hơn 15% - 20%. quan KHẢ NĂNG XỨ LÍ DẤU CỦA MỘT SỐ VI SINH VẬT 1. Nhóm vi sinh vật xử lí dầu: a. Rhodococcus sp. NDKK48 và Gordonia sp. NDKY76A: Một lượng khá lớn dầu bôi trơn được sử dụng ở động cơ xe hơi. Loại dầu bôi trơn này có thành phần là các hydrocarbon no có khối lượng lớn (cặn dầu) và chất phụ gia. Hydrocarbon có khối lượng lớn và các alkane mạch vòng rất khó phân hủy bằng vi sinh, nên lượng dầu thải từ xe hơi tồn tại rất lâu trong tự nhiên. Trong các nghiên cứu trước đây, các alkane mạch thẳng có khối lượng lớn thải ra từ động cơ xe hơi được phân hủy hoàn toàn bởi một loại vi khuẩn mới được phân lập, Acinetobacter sp. ODDK71. Tuy nhiên, giống này không phân hủy được các alkane mạch vòng thải ra từ động cơ xe hơi. Bằng cách sử dụng môi trường W, có bổ sung thêm 1% alkane mạch vòng có khối lượng nhỏ từ dầu cặn, như là nguồn carbon và năng lượng duy nhất, người ta đã phân lập được 17 loại vi khuẩn khác nhau từ nhiều mẫu đất, và cuối cùng tìm được 2 chủng là NDKK48 và NDKY76A. Các đặc điểm của 2 chủng này được trình bày trong bảng 1.1. Môi trường W (cho 1l nước) Thành phần Khối lượng (NH4)2SO4 2g Na2HPO4 14.3204g KH2PO4 5.4436g NaCl 0.5g MgSO4 0.2465g FeSO4.7H2O 2.78mg CaCl2.2H2O 14.7mg ZnSO4.7H2O 2.01mg (NH4)6Mo7O24.4H2O 0.15mg CuSO4.5H2O 0.2mg CoCl2.6H2O 0.4mg MnSO4.5H2O 1.49mg Giống NDKK48 và NDKY76A đã được mô tả và nhận diện bằng các cuộc kiểm tra hóa sinh dựa trên bảng phân loại vi sinh vật của Bergey và chuỗi 16S rDNA. Từ đó, người ta xác định chúng thuộc Rodococcus sp. và Gordonia sp., và đặt tên chúng là Bảng 1.1 – Đặc diểm của giống NDKK48 và NDKY76A Đặc điểm NDKK48 NDKY76A Nhuộm Gram Hình thái học Phản ứng catalase Khử nitrate Pyradinamidase Pyrrolidonylarylamidase Alkaline phosphatase β – Glucronidase β – Galactosidase α – Glucosidase N – Acetyl – β – Glucosaminidase Urease Hóa lỏng gelatin Sử dụng esculin Sử dụng glucose Sử dụng ribose Sử dụng xylose Sử dụng mannitol Sử dụng maltose Sử dụng lactose Sử dụng sucrose Sử dụng glycogen dương que + + – – + – – + – + – – – – – – – – – – dương que + – – – + – – + – – – – – – – – – – – – Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 11 Khả năng phân hủy một số loại n – alkane và c – alkane của hai giống NDKK48 và NDKY76A được trình bày trong bảng 1.2. Khả năng phân hủy (%) Loại Số C NDKK48 NDKY76A n – alkane Decane Undecane Dodecane Octadecane 10 11 12 18 21.9 ± 2.1 70.9 ± 1.6 88.4 ± 4.8 96.0 ± 1.7 95.4 ± 3.4 91.8 ± 0.2 97.9 ± 0.9 85.1 ± 0.6 c – alkane Decylcyclohexane Undecylcyclohexane Dodecylcyclohexane Tridecylcyclohexane Tetradecylcyclohexane 16 17 18 19 20 14.3 ± 3.6 40.4 ± 2.0 27.9 ± 2.2 81.4 ± 0.1 32.3 ± 3.9 34.2 ± 3.6 56.4 ± 0.1 98.4 ± 0.3 90.6 ± 3.6 96.5 ± 0.7 Bảng 1.2 – Khả năng phân hủy n – alkane hoặc c – alkane của Rodococcus sp. NDKK48 và Gordonia sp. NDKY76A. NHẬN XÉT. Giống NDKY76A có khả năng phân hủy các n – alkane hoặc c – alkane đều mạnh hơn rất nhiều so với giống NDKK48. Dầu cặn thải ra từ xe hơi có lượng n – alkane và c – alkane cao, chính vì vậy, sẽ rất hợp lý khi phát triển việc phân hủy sinh học dầu từ động cơ xe hơi bằng vi sinh vật – một sự kết hợp giữa các vi khuẩn phân hủy c – alkane và n – alkane để tạo các chế phẩm sinh học là rất ý nghĩa. b.Vi khuẩn khử sulphate KC-S1 và KC-S2: Qui trình khử sulphate chủ yếu diễn ra trong các trầm tích ở biển. Vi khuẩn khử sulphate có mặt nhiều ở các vỉa đá và phiến sét có chứa dầu, chúng có khả năng sử dụng dầu trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Mẫu bùn cát được thu thập từ khu xử lý thử nghiệm ô nhiễm dầu nhân tạo Khe Chè để nghiên cứu sự biến động của các nhóm vi sinh vật kỵ khí. Hai chủng KC-S1 và KC-S2 được phân lập và làm sạch, nuôi cấy trên môi trường PosgateB, C có cải tiến. Chúng có những đặc điểm: ‰ Là vi khuẩn gam âm, tế bào dạng vibrio, kích thước từ 0.56 – 2.1m. ‰ Phát triển tối ưu ở: nhiệt độ 28-370C, nồng độ NaCl 3%, pH hẹp từ 7 – 8.5. ‰ Đều sử dụng nguồn cơ chất hữu cơ là lactate và benzoat. ‰ Khả năng sử dụng dầu : Sau 15 ngày nuôi cấy trong diều kiện kỵ khí. ‰ Sử dụng dầu tổng số của KC-S2 (27.4%) mạnh hơn KC-S1 (14.5%). ‰ KC-S1 sử dụng 4.8% hydrocacbon no, hydrocacbon thơm giảm hơn 30%. ‰ KC-S2 sử dụng 10.4% hydrocacbon no, 22% hydrocacbon thơm. ‰ Cả hai đều có khả năng sử dụng hydrocacbon no mạch dài từ C35 đến C40. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH O D 6 00 nm KC - S1 KC - S2 Hình 2.2 – Aûnh hưởng của pH lên sự phát triển của 2 chủng KC – S1 và KC – S2 Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 12 Hình 2.3, 2.4 – Khả năng phân hủy từng thành phần dầu của chủng KC – S1 và KC – S2 NHẬN XÉT. Số lượng vi khuẩn phân lập được cho nghiên cứu chưa nhiều do quá trình phát triển ở điều kiện kỵ khí diễn ra chậm chạp và những hạn chế về kỹ thuật trong quá trình phân lập chúng. Đây là một trong những công trình nghiên cứu đầu tiên về khả năng phân hủy dầu của vi khuẩn khử sulphate ở Việt Nam, mở ra hướng sử dụng vi sinh vật để làm sạch dầu ở điều kiện môi trường kỵ khí. c. Vi khuẩn HK-FH6, HK-T3F1 và HK-B31 Ba chủng vi khuẩn: HK – HF6, HK – T3F1 và HK – B31 được phân lập từ cặn thải xăng dầu của kho K130, xí nghiệp xăng dầu Quảng Ninh, công ty xăng dầu B12. _ Chủng HK-FH6: Là các vi khuẩn G-, có tế bào hình que, không bào tử, thuộc chi Pseudomonas, loàiPseudomonas sp. HK-HF6. HK-HF6 phát triển tốt nhất ở 28oC, phát triển trong môi trường có pH = 5 – 11, nó có khả năng tồn tại trong môi trường chứa từ 0 – 5% NaCl Chủng HK-HF6 sử dụng 76.25% lượng dầu tổng số, 84.04% hydrocacbon no, 77.33% hydrocacbon thơm, 51.43% nhựa, 64.86% asphaten _ Chủng HK-B31: Thuộc nhóm vi khuẩn G+, tế bào hình que, dài, không bào tử. Chủng HK-B31 có nhiều đặc điểm hình thái và sinh trưởng giống như các chủng thuộc chi Rhodococcus. Chủng này phát triển tốt nhất ở 28oC, phát triển trong môi trường có pH = 5 – 11, nó có thể tồn tại ở nồng độ NaCl cao hơn (10%) Chủng HK-B31 sử dụng 57.47% lượng dầu tổng s, 78.87% hydrocacbon no, 72% hydrocacbon thơm, 22.86% nhựa và 24.32% asphaten. Chủng này sử dụng tốt hexadecan, pristhane, eicosane, ocosane. _ Chủng HK-T3F1: Là vi khuẩn G-, có tế bào hình que, không bào tử, có têm mao đơn cực, thuộc chi Pseudomonas, loài Pseudomonas sp. HK-T3F1. Triển trong môi trường có pH = 5 – 11, cũng tồn tại trong môi trường chứa NaCl từ 0 – 5% Kết quả phân loại sơ bộ cho thấy ba chủng vi khuẩn trên thuộc các chi vi khuẩn sử dụng dầu trên thế giới và Việt Nam. Và sau khi ngyuên cứu, làm việc với ba chủng vi khuẩn trên, chúng ta có thể đi đến kết luận: Các chủng vi khuẩn đều có thể sử dụng dầu thô của mỏ Bạch Hổ, hai chủng HK-HF6 và HK-B31 Mẫu Lượng dầu thu hồi (g) Lượng dầu bị phân hủy (%) n – C17/pisthane n – C18/phythane Đối chứng 2.4612 0 1.55 1.76 HK – HF6 0.5846 76.25 0.33 0.27 0 20 40 60 80 H - C no H - C thơm Nhựa Asphalten % k ho ái l ươ ïng K KC - S1 0 20 40 60 80 H - C no H - C thơm Nhựa Asphalten % k ho ái l ươ ïng K KC -S2 Review SỬ DỤNG VI SINH VẬT TRONG PHÂN HỦY DẦU VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC DẦU DOWNLOAD» AGRIVIET.COM 13 HK – B31 1.0468 57.47 0.36 0.13 Bảng – Hàm lượng dầu tổng số và các hệ số đặc trưng của các mẫu dầu FO NHẬN XÉT. Hai chủng vi khuẩn HK – HF6 và HK – B31 có khả năng phân hủy tốt cả những hợp chất rất khó phân hủy như hydrocarbon mạch dài, nhựa và asphaten. Vì vậy, cần triệt để lợi dụng những khả năng này của chúng, áp dụng thực tế để tạo các chế phẩm sinh học phục vụ việc xử lý ô nhiễm dầu. * Vi khuẩn tạo chất hoạt hoá bề mặt sinh học (HHBMSH) phân lập từ bãi biên Nha Trang Chất HHBM được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng,... Glycolipid là chất HHBM tốt nhất hiện nay, trong phân tử có rhamnolpit, một nhân tố quan trọng của quá trình nhũ hóa, tạo bọt giữa hai pha nước và dầu. Chất HHBM do các vi khuẩn tạo ra có khả năng thu hồi dầu rất tốt. Từ mẫu cát và nước biển lấy từ bãi biển Nha Trang tiến hành nuôi vi khuẩn tạo chất HHBM trên môi trường muối khoáng theo Gost 9052-88, sau 7 ngày quan sát thay đổi màu sắc môi trường nuôi cấy và trạng thái dầu, xác định số lượng vi khuẩn trước và sau khi nuôi cấy với dầu thô có và không bổ sung chất HHBM. Từ đó phân lập được 5 chủng, đều thuộc nhóm gram âm, trong đó chủng B303 thuộc loài Pseudomonas aeruginosa có khả năng tạo chất HHBM tốt nhất và có thành phần phân tử gồm các nhóm chức C=O, CH2, -OH: trong đó C=O, - OH đóng vai trò là tác nhân ưa nước. Ảnh hưởng chất HHBM lên sự phát triển của vi sinh vật được trình bày rất rõ trong bảng 4.1. Bảng 4.1 – Số lượng vi sinh vật trước và sau khi bổ sung chất HHBM (CFU/ml) Bổ sung chất hoạt hóa bề mặt (ml) Mẫu Thời gian 0 1 2 3 Trước TN 103 103 103 103Mẫu cát Sau TN 1.2.107 5.7.108 1.2.109 1.8.109 Trước TN 2.103 2.103Pseudomonas sp. Sau TN 3.2.109 1.3.1011 Mẫu cát: tăng từ 103 đến 107, bổ sung chất HHBM: tăng lên