THEO DÕI SỰ BIẾN ĐỘNG MẬT SỐ COLIFORM VÀ ESCHERICHIA COLI TRONG HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM XỬ LÝ ĐẠM

MỎ ĐÀUQuá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa cùng với sự gia tăng dân số và đô thịhóa hiện nay đang làm suy giảm chất lượng môi trường nghiêm trọng, và một trongnhững nguyên nhân trực

MỎ ĐÀU

Quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa cùng với sự gia tăng dân số và đô thịhóa hiện nay đang làm suy giảm chất lượng môi trường nghiêm trọng, và một trongnhững nguyên nhân trực tiếp của vấn đề trên chính là nước thải

Trong các thành phần gây nguy hại của nước thải thì tác nhân sinh học thường

có mức độ ô nhiễm cao, kể cả khi đã qua hệ thống xử lý Và một thực trạng đáng longại minh chứng cho điều này là giá trị coliform trong các nguồn nước thải đã qua xử

lý còn rất cao, đặc biệt là của các cơ sở chế biến thực phẩm, chăn nuôi như: coliformtrong nước thải đã qua xử lý của công ty cố phần Sừa Hà Nội vượt 480.000 lần so vớitiêu chuẩn Việt Nam, DNTN Nam Hải cần Thơ có thông so coliform vượt quá 10 lầnchuẩn cho phép (http://tintuc.xalo.vn) Ngoài ra một số chủng gây tiêu chảy củaEscherichia coli (E coli) cũng được phát hiện trong nước đã xử lý (Đồ Hồng Lan Chi

và Lâm Minh Triết, 2005)

Nguyên tố c 0 N H p s K Na Ca Mg Ca Fe Nguyên tố khác

(Nguyén Lân Dũng, 2001)Lượng chứa các nguyên tố ở các vi sinh vật khác nhau là không giống nhau Ó cácđiều kiện nuôi cấy khác nhau, các giai đoạn khác nhau, lượng chứa các nguyên tốtrong cùng một loài vi sinh vật cũng không giống nhau Trong tế bào vi sinh vật cáchợp chất được phân thành hai nhóm lớn: (i) Nước và các muối khoáng, (ii) Các chấthữu cơ

chứa(%)

a) Nước và muối khoáng

Nước chiếm đến 70 - 90% khối lượng cơ thể vi sinh vật Tất cả các phản ứngxảy ra trong tế bào vi sinh vật đều đòi hỏi có sự tồn tại của nước Phần nước có thếtham gia vào các quá trình trao đôi chất của vi sinh vật được gọi là nước tự

do Đa phần nước trong tế bào vi sinh vật tồn tại ở dạng nước tự do Nước kết hợp làphần nước liên kết với các hợp chất hữu cơ cao phân tử trong tế bào (protein, lipit,hidrat cacbon )

Muối khoáng chiếm khoảng 2-5% khối lượng khô của tế bào Chúng thườngtồn tại dưới dạng các muối sunphat, photphat, cacbonat, clorua Trong tế bào chúngthường ở dạng các ion (Nguyễn Lân Dũng, 2001)

(2) Giả thiết Peptidoglycan và Glycogen là 2 thành phần chủ yếu

(3) Te bào chứa vài loại phospholipid, do tính đa dạng của thành phần acidbéo giữa các chi vi khuẩn khác nhau và do ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng mà cónhiều hình thức tồn tại của mỗi loại phospholipid

tố khác nhau như p, Fe, Zn, Mn, Ca Protein được tạo thành từ các axit amin(Nguyễn Lân Dũng, 2001)

1.1.2 Các dạng dinh dưỡng của vi sinh vật

Thức ăn (chất dinh dường) phải thoả mãn nhu cầu về các chất ở dạng nguyên

tố có trong thành phần tế bào của vi sinh vật

Trong thế giới vi sinh vật có nhiều dạng (kiểu) dinh dưỡng khác nhau Có một

số loài thì dinh dưỡng giống ở cây xanh (tự dường), dùng các chất khoáng đế tổnghợp nên các cấu tử thành phần của cơ thể Một số lớn khác dinh dường giống như ởđộng vật, đó là cần có chất hữu cơ làm thức ăn (dị dưỡng)

Từ các kiếu dinh dường này người ta chia vi sinh vật thành hai nhóm lớn: visinh vật tự dưỡng và vi sinh vật dị dường Nhóm thứ hai rất lớn, có vai trò rất quantrọng trong tự nhiên Đó là tác dụng phân huỷ các chất hữu cơ hay là khoáng hoá vậtchất trong tự nhiên

Nhu cầu của vi sinh vật khác nhau trong quan hệ với chất dinh dưỡng Đặcbiệt nguồn cacbon và nitơ là rất khác nhau và rất đặc trưng (Lương Đức Phấm và ctv,2009)

a) Dinh dưõng cacbon

Cacbon là chất tạo nên vật chất sống quan trọng bậc nhất, là nguồn vật chấtcung cấp c trong quá trình sinh trưởng của vi sinh vật Trong tế bào nguồn c trải quamột loạt quá trình biến hoá hoá học phức tạp sẽ biến thành vật chất của bản thân tếbào và các sản phẩm trao đối chất, c có the chiếm đến khoảng một nửa trọng lượngkhô của tế bào Đồng thời hầu hết các nguồn c trong các quá trình phản ứng sinh hoácòn sinh ra trong tế bào nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của vi sinhvật Một số vi sinh vật dùng C02 làm nguồn c duy nhất hay chủ yếu đế sinh trưởng,khi đó nguồn c không phải là nguồn sinh năng lượng

Năng lực đồng hoá các nguồn c ở các vi sinh vật khác nhau là không giốngnhau Có loài có khả năng sử dụng rộng rãi nhiều nguồn c khác nhau, nhưng có loàikhả năng này rất chọn lọc Chẳng hạn vi khuẩn Pseudomonas có thế đồng hoá đượctới trên 90 loại hợp chất c, nhưng các vi khuấn thuộc nhóm dinh dưỡng methyl(methylotrophs) thì chỉ đồng hoá được các hợp chất 1C như methanol, methane (http://maxreading.com).

b) Dinh dưỡng nỉtơ

Nguồn nitơ dinh dường rất cần thiết đế tổng hợp nên các phân tử protein, axitnucleic và những chất có chứa nitơ ở tế bào vi sinh vật Nguồn nitơ này là rất đa dạng(Lương Đức Phẩm và ctv, 2009)

Nguồn N thường được sử dụng để nuôi cấy vi sinh vật gồm có pepton, bột cá,bột nhộng tằm, bột đậu tương, bột khô lạc, cao ngô, cao thịt, cao nấm men Vi sinhvật sử dụng chọn lọc đối với nguồn N (http://maxreading.com)

Đối với những vi sinh vật sống ký sinh chỉ nhờ những hợp chất chứa nitơ ở tếbào chủ Có một số vi sinh vật dị dưỡng (vi khuẩn lactic và một vài vi khuẩn gấy thốirữa) không thể tổng hợp protein cho mình từ các họp chất chứa nitơ đơn giản Sự sinhtrưởng và phát triển của chúng chỉ nhờ có mặt trong môi trường các chất chứa nitơtương đối phức tạp (pepton, peptit) hoặc phức hợp đầy đủ các axit amin có thể đi vàothành phần protein của tế bào (Lương Đức Phẩm và ctv, 2009)

c) Nguồn muối vô CO’

Các muối vô cơ là nguồn chất dinh dường không thế thiếu đối với sự sinhtrưởng của vi sinh vật Chúng có các chức năng sinh lỷ chủ yếu là: tham gia vàothành phần của các trung tấm hoạt tính ở các enzyme của vi sinh vật, duy trì tính ônđịnh của kết cấu các đại phân tử và tế bào, điều tiết và duy trì cân bằng áp suất thấmthấu của tế bào, khống chế điện thế oxy hoá khử của tế bào và là nguồn vật chất sinhnăng lượng đối với một số loài vi sinh vật

bằng thuỷ tinh Chỉ trong những trường họp đặc biệt mới cần bô sung nguyên tố vilượng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật.

Vì nhiều nguyên tố vi lượng là kim loại nặng cho nên nếu dư thừa sẽ gây hạicho vi sinh vật Khi cần bổ sung thêm nguyên tố vi lượng vào môi trường cần lưu ỷkhống chế chính xác liều lượng (http://maxreading.com)

d) Nhân tố sinh trưởng

Nhân tố sinh trưởng (growth factor) là những họp chất hữu cơ mà có những visinh vật cần thiết đế sinh trưởng tuy với số lượng rất nhỏ và không tự tổng họp đủ sovới nhu cầu

Các vi sinh vật khác nhau có những yêu cầu không giống nhau về chủng loại

và liều lượng của các nhân tố sinh trưởng

Vi sinh vật tự dường và một số vi sinh vật dị dường (như E coli) thậm chí cóthế sinh trưởng mà không cần bất kỳ nhân tố sinh trưởng nào Mặt khác, cùng mộtloài vi sinh vật nhưng nhu cầu đối với nhân tố sinh trưởng cũng thay đối tuỳ theo điềukiện môi trường (http://maxreading.com)

1.2 Vi sinh yật chỉ thị

1.2.1 Giói thiệu chung

Trong nhừng năm 1900, đe phát hiện trực tiếp vi khuẩn gây bệnh, virus, vànang của protozoa người ta cần thực hiện những kỳ thuật tinh vi tốn kém, tốn thờigian và cần cán bộ kỳ thuật có trình độ Từ đó người ta có nhu cầu đưa ra khái niệm

vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân, chỉ thị hiệu quả xử lý trong nhà máy xử lỷ nước vànước thải, sự xuống cấp và nhiễm bấn nước trong hệ thống phân phối nước

Một số tiêu chuẩn cho vi sinh vật chỉ thị lỷ tưởng:

Không nhân lên trong môi trường.

Phải được phát hiện bằng những phương pháp đơn giản, nhanh và

rẻ tiền

Nên là vi khuẩn không gây bệnh (Đỗ Hồng Lan Chi và Lâm MinhTriết, 2005)

1.2.2 Vi sinh vật chĩ thị việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân

Coliforms và Fecal coliforms: Coliform là các vi khuân hình que gram âm cókhả năng lên men lactose đế sinh khí ở nhiệt độ 35 ± 0.5°c, colifonn có khả năng sốngngoài đường ruột của động vật (tự nhiên), đặc biệt trong môi trường khí hậu nóng.Nhóm vi khuan coliform chủ yếu bao gồm các giống như Citrobacter, Enterobacter,Escherichia, Kỉebsieỉla và cả Fecal coliforms (trong đó E coli là loài thường dùng đếchỉ định việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân) Chỉ tiêu tống coliform không thích họp

đế làm chỉ tiêu chỉ thị cho việc nhiễm bấn nguồn nước bởi phân Tuy nhiên việc xácđịnh số lượng Fecal coliform có thể sai lệch do có một số vi sinh vật (không có nguồngốc từ phân) có thế phát triển ở nhiệt độ 44°c Do đó số lượng E coli được coi là mộtchỉ tiêu thích họp nhất cho việc quản lý nguồn nước

Fecal streptococci: nhóm này bao gồm các vi khuân chủ yếu sống trong đườngruột của động vật như Streptococcus bovis và s equinus; một số loài có phân bố rộnghơn hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật như s faecalis và s faeciumhoặc có 2 biotype (s faecalis var liquefaciens và loại s faecalis có khả năng thủyphân tinh bột) Các loại biotype có khả năng xuất hiện cả trong nước ô nhiễm vàkhông ô nhiễm Việc đánh giá số lượng Faecal streptococci trong nước thải được tiếnhành thường xuyên; tuy nhiên nó có các giới hạn như có thế lẫn lộn với các biotypesống tự nhiên; F streptococci rất dễ chết đối với sự thay đổi nhiệt độ Các thử nghiệm

Việc phát hiện, xác định từng loại vi sinh vật gây bệnh khác rât khó, tôn kémthời gian và tiền bạc Do đó để phát hiện nguồn nước bị ô nhiễm bởi phân người tadùng các chỉ định như là sự hiện diện của Fecal conforms, Fecal streptocci,Clostridium perfringens và Pseudomonas aeruginosa Cũng cân phải nói thêm rằngmối quan hệ giữa sự chết đi của các vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vật gây bệnh chưađược thiết lập chính xác Ví dụ khi người ta không còn phát hiện được Fecal coliformnữa thì không có nghĩa là tất cả các vi sinh vật gây bệnh đều đã chết hết Trong quátrình thiết kế các hệ thống xử lý các nhà khoa học và kỹ thuật phải hạn chế tối đa cácảnh hưởng của chất thải tới sức khoẻ cộng đồng Mỗi nước, mỗi địa phương thường

có những tiêu chuấn riêng đế kiếm tra khống chế Do kinh phí và điều kiện có giớihạn các Sở KHCN & MT thường dùng chỉ tiêu E coli hoặc tổng coliform đe qui địnhchất lượng các loại nước thải (Lê Hoàng Việt, 2003)

1.3 Coliform và Ecsherìchia colỉ (E coli)

1.3.1 Vi khuẩn trong nước thải

Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuấn, vi rút, nấm,tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao Trong đó các vi khuấntrong nước thải có thế chia làm 4 nhóm lớn: nhóm hình cầu (cocci) có đường kínhkhoảng 1 - 3 ụ, m; nhóm hình que (bacilli) có chiều rộng khoảng 0,3 -

1,5 JU m và chiều dài khoảng 1 - 10,0 // m (điến hình cho nhóm này là vi khuan E.coli có chiều rộng 0,5 /Ẩ m chiều dài 2 ỊẢ m); nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắnốc: vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 - 1,0// m và chiều dài khoảng 2-

6 JLÌ m; trong khi vi khuấn hình xoắn ốc có chiều dài có thế lên đến 50 ỊẨ m; nhóm

vi khuấn hình sợi có chiều dài khoảng 100 ụ m hoặc dài hơn Các vi khuân có khảnăng phân hủy các hợp chất hừu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bê xử lý Do

đó đặc điêm, chức năng của nó phải được tìm hiêu kỳ Ngoài ra các vi khuấn còn cókhả năng gây bệnh và được sử dụng làm thông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn

các khu giải trí Dù vậy, chúng ít nhạy cảm hơn so với virus và nang protozoa đốivới yếu tố môi trường và sự khử trùng Một số thành viên của nhóm (thí dụ

Klebsiella) đôi khi có the phát triển trong nước thải công nghiệp và nông nghiệp.Tồng so coliform là chỉ thị tốt nhất cho hiệu quả xử lý của một nhà máy xử lý

nước thải Nhóm này cũng được coi là hữu dụng trong việc đánh giá tính an toàncủa nước thải sau xử lý Năm 1914, Sở Y tế công cộng Hoa Kỳ chấp nhận nhómcoliform là chỉ thị của ô nhiễm phân trong nước uống (Đồ Hồng Lan Chi và LâmMinh Triết, 2005)

1.3.3 Ecsherichia coli (E coli)

Ngành (phylum): ProteobacteriaLóp (class): Gamma Proteobacteria

Hình 2.1: E Ctìỉi

Chi (genus): EscherichiaLoài (species): E coli

Trực khuẩn đường ruột này được phân lập từ phân người lần đầu tiên vào năm

1985 do Escherich và đươc đặt tên là Bacterium coli commune Ngày nay nó đượcmang tên là Escherichia coli (Lương Đức Phâm và ctv, 2009)

Hiện nay các nhà khoa học đã tìm ra 5 nhóm E colikhác nhau:Enterotoxigenic (ETEC), Enteropathogenic (EPEC), Enterohemorrhagic (EHEC),Enteroinrasire (EIEC) và Enteroagregative (EaggE.C) (Nguyễn Đức Lượng và PhạmMinh Tâm, 2002)

a) Sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân

E coli còn gọi là trực khuẩn đại tràng, sống trong ruột người và một số độngvật máu nóng, được thải ra môi trường theo phân E coli chiếm tới 80% tổng số visinh vật sống trong ruột người và luôn giữ thế cân bằng sinh thái trong ruột nên đượcchọn làm sinh vật chỉ thị ô nhiễm phân Bởi vậy ở đâu có mặt E coỉi với một sốlượng quá mức cho phép chứng tỏ môi trường đó đã bị ô nhiễm, và sự tồn tại của E.coli cũng nói lên khả năng tồn tại của các nhóm visinh vật

trực khuấn Chỉ số coli là số lượng E coli có trong một một đơn vị thế tích hoặc khối

lượng của mẫu thử (đối tượng phân tích) (Lương Đức Phấm và ctv, 2009).Giữa chuân độ coli và chỉ sô coli có môi quan hệ như sau Ví dụ chuân độ E.coli của nước phân tích là 250 nghĩa là trong 250 ml có một tế bào E coli và như vậychỉ số là 1000/250 = 4 —> chỉ số coli trong 1 lít nước = 4, có nghĩa là trong một lítnước có 4 tế bào coli Người ta có thế dùng chỉ số coli cho một đơn vị thể tích là 1

ml, đơn vị khối lượng là 1 gam (Lương Đức Phẩm và ctv, 2009) Thường số lượng E.coli có trong 1 lít nước được gọi là chỉ số coli Nước được gọi là nước sạch khi có chỉ

số coli từ 0 - 5 (tiêu chuấn quốc tế) (Trần cấm Vân, 2005)

b) Đặc điểm sinh học

E coli thuộc họ Enterobacteriaceae, catalose(+), oxidase(-), gram âm, trựckhuẩn ngắn không tạo bào tử

E coli thuộc nhóm coliform ưa nhiệt, lên men đường latose ở nhiệt độ 44°c và

là loại colitbrm rất bền với phenol 0,085% và sinh indol ở 42 - 44°c E coli có enzymtryptophanase Neu trong môi trường có trytophan, chúng sẽ phân giải trytophanthành indol (Nguyễn Đức Lượng và Phạm Minh Tâm, 2002)

> Điều kiện sống:

E coli thuộc nhóm vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc (kỵ khí tùy nghi), chúng

có thê phát triên trong môi trường có hay không có oxy nhưng trong môi trường cóoxy thì chúng phát triển tốt hơn

Giá trị pH đối với E coli: tối thiểu là 4,4; tối hảo là 6 - 7 và tối đa là 9(Nguyễn Hữu Hiệp, 2008)

E Ctìỉi có khả năng phát triến ở nhiệt độ 7 - 50°c, nhiệt độ tối ưu là 37°c.Riêng loài ETEC có thể phát triển ở nhiệt độ 44°c

> Đặc điếm hình thái và cấu tạo:

thường có khuấn lạc dạng s (nhẵn bóng, bờ đều) Đôi khi hình thành khuấn lạc dạng R(nhăn nheo) hoặc dạng M (nhày) Khuấn lạc có màu xám đục Trong môi trường lỏng,sau 1 - 2 ngày nuôi cấy thường làm đục môi trường, có váng trên bề mặt hoặc dínhquang thành ống, tạo thành cặn lắng xuống đáy Khác với một số nhóm gây bệnhđường ruột khác, E coli có khả năng lên men đường lactoza Ngoài ra còn có khảnăng lên men một số đường khác như glucoza, galatoza Khi lên men có sinh khílàm sủi bọt môi trường.

Người ta thường dùng phản ứng đỏ Metyl đế phát hiện E coli: Nuôi cấy trongmôi trường có đường glucoza ở nhiệt độ 37°c Sau 48 giờ nuôi cấy nhỏ vài giọt dungdịch đỏ Metyl 1% pha trong cồn 60° Neu môi trường có trở thành màu đỏ là phảnứng dương tính, nếu môi trường trở thành màu vàng là âm tính E coli có phản ứng

đỏ Metyl dương tính E coli còn có khả năng sinh Indol (phản ứng Indol dương tính),không có khả năng sử dụng Xitrat (phản ứng Xitrat âm tính) (Trần Cẩm Vân, 2005)

dạ dày ruột, gây tiêu chảy nước nhiều kèm theo nôn ói, đau quặn bụng Khoảng từ 2 8% E coli tồn tại trong nước là nguồn sinh bệnh ruột gấy nên tiêu chảy cho du khách.Thức ăn và nước là yếu tố quan trọng gây lây bệnh do vi khuẩn này Liều gây nhiễmcủa loại này tương đối cao, từ khoảng 106 - 109

-Một số chủng gây tiêu chảy của E coli được phát hiện trong nước đã xử lý, vàchúng là nguy cơ đối với sức khỏe người sử dụng Hai vụ bùng phát của E.cơlỉ0157:H7 đã được chứng minh là có liên quan dến nước Một xảy ra ở Scotland vàomùa thu 1990; vụ bùng phát thứ hai xảy ra ở Cabool, Missouri, vào mùa đông 1991

1.4Một số yếu tố ảnh hưởng đến vi sinh vật

1.4.1 Yếu tố vật lý

a) Ánh sáng

Ánh hưởng mặt trời chiếu rọi xuống đất, những vi sinh vật phát triến trên bềmặt đều bị tiêu diệt, trù' những vi sinh vật tự dưỡng quang năng Thường thườngchúng bị tiêu diệt rất nhanh trong vài phút đến một giờ Các vi sinh vật gây bệnhthường nhạy cảm với ánh sáng hơn những vi sinh vật gây thối

Tác dụng chiếu sáng phụ thuộc vào bước sóng của tia sáng Bước sóng càngngắn, khả năng tác dụng quang hoá càng mạnh càng làm vi sinh vật dễ bị tiêu diệt.Lợi dụng đặc tính này người ta thường phơi nắng các dụng cụ cần bảo quản, một mặtlàm giảm độ âm, một mặt tiêu diệt những vi sinh vật trên bê mặt Hai nừa, nhiềungười tắm nắng, một trong những yêu cầu là làm hệ vi sinh vật trên da bị tiêu diệt(Nguyễn Đức Lượng, 2000)

b) Nhiệt độ

Mỗi sinh vật phát trien trong một khoảng nhiệt độ nhất định Ngoài khoảngnhiệt độ đó ra vi sinh vật sẽ bị hạn chế sự phát triến Tùy theo mức độ chịu nhiệt củachúng mà người ta có một số khái niệm như sau:

Nhiệt độ tối ưu: Là nhiệt độ ở đó vi sinh vật phát triến thuận lợi nhất.Phần lớn vi sinh vật gây bệnh phát triển tốt ở nhiệt độ 35 - 37°c

Nhiệt độ cao nhất: Là mức nhiệt độ tối đa Ớ đó vi sinh vật vẫn pháttriến nhưng hết sức chậm và yếu Neu quá giới hạn đó thì vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt

Nhiệt độ thấp nhất: Là mức nhiệt độ thấp nhất mà vi sinh vật vẫn tồntại, phát triển rất yếu Neu quá mức độ đó vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt

Nhiệt độ thường gây ra cho vi sinh vật những chiều hướng sau: Đối với nhiệt

độ thấp thường không gây chết vi sinh vật ngay mà nó tác động lên khả năng chuyếnhóa các hợp chất, làm ức chế hoạt động của các hệ enzym, làm thay đối khả năng trao

1.4.2 Yếu tố hoá học

Phản ứng pH trong môi trường tác động trực tiếp lên vi sinh vật H+ nằm trongthành phần làm thay đối trạng thái diện tích của thành tế bào Tùy theo nồng độ củachúng mà làm tăng hoặc giảm khả năng thấm thấu của tế bào đối với những ion nhấtđịnh Mặt khác chúng cũng làm ức chế phần nào những enzym có mặt trên thành tếbào Sự phát triển của vi sinh vật chỉ có thế rất nghiêm ngặt ở axit hay kiềm Đối với

vi khuấn thuận lợi nhất là chúng phát triển trong môi trường trung tính hoặc kiềmyếu

Neu nồng độ hydro trong dung dịch vượt quá mức độ bình thường đối với visinh vật nào đó thì sự sống bị ức chế Trong điều kiện phòng thí nghiệm phần lớnchúng ta sử dụng những môi trường có pH đối với vi khuẩn 7 - 7,6(http://vocw.edu.vn)

b) Oxy hòa tan (DO)

Oxy là nguyên liệu cần thiết cho những sinh vật hiếu khí, với chúng thiếu oxythì mọi quá trình trao đối chất sẽ bị ngưng trệ và sinh vật sẽ chết

Trong điều kiện tự nhiên oxy hòa tan trong nước khoảng 8-10 (mg/L) Cácchất gây ô nhiễm trong nước thường làm giảm khả năng hòa tan của oxy trong nước

VI oxy là yếu tố quan trọng của sự sống nên chỉ tiêu DO được coi như một thông sốrất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ oxy hóa các hợpchất hừu cơ trong nước (Đặng Kim Chi, 2001)

Oxy thường có độ hòa tan thấp và phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, nồng độmuối có trong nước thải Trong quá trình xử lý, các vi sinh vật tiêu thụ oxy hòa tan

đế oxy hóa sinh hóa, đồng thời các chất dinh dưỡng và chất nền (BOD, N, P) cần thiếtcho sự sống, sinh sản và tăng trưởng của chúng Vì vậy giữ được oxy hòa tan trong

COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không thế bị oxyhóa bằng vi sinh vật (Đặng Kim Chi, 2001).

d) Họp chất nitơ

Các liên kết nitơ có trong nước thải là thành phần dinh dưỡng cơ bản cho quátrình phát triển của vi sinh vật trong các công trình xử lý sinh học nước thải Nitơ tồntại chủ yếu dưới dạng hữu cơ và amoniac Quá trình khử nitơ bằng sinh học xảy ra 3quá trình cơ bản: quá trình amon hóa, quá trình nitrat hóa và quá trình khử nitrat Cácquá trình trên đều có sự tham gia của vi khuẩn, có khi vai trò của chúng chính lànguyên liệu chuyến hóa, vì thế sau mỗi quá trình, số lượng vi khuẩn có thể thay đổi

Ví dụ quá trình khử nitrat là quá trình trong đó các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng oxyliên kết của muối axit nitric đe thực hiện oxy hóa nội bào (nguôn cacbon của chínhbản thân vi khuân) (http://vocw.edu.vn)

1.4.3 Yếu tố sinh học

Các sinh vật (động và thực vật, nguyên sinh động vật) đều có ảnh hưởng đếnhoạt động sống của vi sinh vật thông qua mối quan hệ tương hồ khá phức tạp trong tựnhiên

Quan hệ cộng sinh: Là mối quan hệ hai hay nhiều sinh vật cùng dựavào nhau trong quá trình phát triển và chung sống Ví dụ: vi khuẩn nốt rễ trong cây

họ Đậu

Quan hệ hồ sinh: Là mối quan hệ giữa các loài sinh vật mà sản phẩmhoạt động sống của loài này tạo điều kiện cần thiết cho loài kia phát triển Sự hồ sinh

có thế là gián đoạn hoặc theo dây chuyền

Quan hệ ký sinh: Là mối quan hệ chỉ có một chiều Loài sinh vật nàysống nhờ ký sinh trên cơ thế của sinh vật khác (vật chủ) nhờ chất dinh dường của vậtchủ

Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách nuôi tảo các mầm bệnh có trongnước thải sẽ bị tiêu diệt do các yếu tố sau đây: (i) Sự thay đổi pH trong ngày của aotảo do ảnh hưởng của quá trình quang hợp (ii) Chịu ảnh hưởng vì các độc tố tiết ra từ

tế bào tảo (iii) Và sự tiếp xúc của mầm bệnh với bức xạ mặt trời (tia UV) (Lê HoàngViệt, 2005)

Chưong 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

3.1Nội dung nghiên cứu

Nuôi cấy coliform và E coli

Bố trí thí nghiệm đưa coliíbrm và E coli vào từng giai đoạn của hệthống

Định tính và định lượng coliíbrm và E coli trong từng giai đoạncủa hệ thống

3.2Địa điếm và thòi gian

❖ Thời gian: Đề tài được thực hiện từ 25/1/2010 - 25/4/2010

3.3Phưo’ng tiện nghiên cứu

Hóa chất: Môi trường Brilliant Green Lactose Broth, môi trường

Chomocult và Aga

- Chai thủy tinh thu và bảo quản mẫu vi sinh

- Tủ sấy, tủ úm vi sinh, tủ thanh trùng

- Que gạt và que cấy vi sinh vật

- Dụng cụ phân tích mẫu: ống nghiệm, pipet, đĩa petri, đèn cồn

3.4Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Tiến hành thí nghiệm

a) Thí nghiệm thăm dò

> Giai đoạn amon hóa được bố trí theo mẻ và hoạt động trên cơ sở: ứng dụng

hệ vi sinh bám dính đê chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ trong nước thải

> Giai đoạn nitrat hóa được bố trí theo mẻ và hoạt động trên cơ sở: ứnơ dụng

hệ vi sinh bám dính đê chuvến hóa các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ trone nước thảithành nitrat

Be nitrat hóa được bố trí gồm có vật liệu bám dính, màng sinh học biofilm vàđược sục khí liên tục tạo môi trường hiếu khí Đối tượng thí nghiệm là 5 g (NH4)2S04+ 1 g pepton pha với nước máy thành 30 lít và được cấy thêm coliform và E coli (LêAnh Kha, 2003)

> Giai đoạn khử lân được bố trí dạng liên tục và hoạt động trên cơ sở: dùng

Fe2+ trong đất đỏ bazan để hấp phụ P04 ' trong nước thải

> Giai đoạn nitrat hóa được bố trí dạng liên tục và hoạt động trên cơ sở: visinh vật dùng nitrat làm chất khử khi môi trường thiếu oxy (với nguồn năng lượng sửdụng từ cacbon)

Nước đầu ra

► Nước đầu ra

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống khử lân và khử nitrat

❖ Vật liệu bám dính của ba giai đoạn: amon hóa, nitrat hóa và khử nitrat làcác khối bê tông tự đúc thành hình lập phương cạnh khoảng 10 cm Do yêu cầu