Chúng s ng trong các môi tr ng ít axit, ít ki m.
Trang 1L I C M N
hoàn thành đ tài khoá lu n t t nghi p c a mình em đã nh n đ c s giúp
đ và h ng d n t n tình c a TS inh Th Kim Nhung trong th i gian em làm khoá lu n t t nghi p Em xin chân thành c m n toàn th các th y cô trong khoa
Sinh - KTNN đã giúp đ , t o đi u ki n đ em hoàn thành khoá lu n t t nghi p
c bi t cho em đ c bày t lòng bi t n chân thành và sâu s c t i TS inh Th Kim Nhung đã h ng d n em làm khoá lu n t t nghi p Em c ng xin chân thành
c m n các b n cùng nhóm làm khoá lu n t t nghi p đã giúp đ em hoàn thành khoá lu n này
Em xin chân thành c m n!
Hà n i, ngày 15 tháng 05 n m 2007
Sinh viên Nguy n Xuân Vinh
Trang 2M U
1 Lí do ch n đ tƠi
Trong h sinh thái thu v c n c ng t, luôn t n t i nh ng m i quan h qua
l i gi a các sinh v t v i nhau và v i môi tr ng, t o nên tr ng thái cân b ng
đ ng, gi cho ch t l ng n c ít b bi n đ i đ t ng t [11] Nh ng hi n nay ô nhi m môi tr ng nói chung và ô nhi m ngu n n c nói riêng đ c ghi nh n khá
th ng xuyên tr thành m i quan tâm c a toàn xã h i Có nhi u nguyên nhân có
th gây ra ô nhi m ngu n n c nh ng ph n l n là do các ch t th i c a các l nh
v c khác nhau đi vào n c, cân b ng sinh thái t nhiên b phá v và n c b ô nhi m
N m cách th đô Hà N i kho ng 40 Km v phía b c là m t đ a ph n thu c
th xã Phúc Yên t nh V nh Phúc, n i có h i L i m t khu du l ch thoáng mát, thu hút đ c nhi u du khách H đ c bao quanh là đ i, núi, r ng, chính vì th ngu n n c c a h ch y u có ngu n g c t đ i, núi ch y xu ng sau nh ng tr n
m a l n Tr c kia ngu n n c đây đ c coi là khá s ch, do n n ch t phá r ng
b a bãi t ng nhanh, l ng khách du l ch ngày càng t ng, n c th i sinh ho t đ
xu ng h ch a qua x lý khi n ngu n n c vài n m g n đây ngày càng ô nhi m
đã nh h ng đ n đ i s ng nhân dân các xã quanh vùng và nh h ng đ n ti m
n ng du l ch c a h
Xu t phát t nh ng lu n đi m trên và đ có c s đánh giá m c đ ô nhi m
c a ngu n n c, chúng tôi ti n hành: “Kh o sát s phân b c a m t s nhóm vi khu n phân gi i xenluloz t i n c h i L i t tháng 5 đ n tháng 9 n m 2006”
Trang 3Mong mu n và hy v ng các nhà ch c trách quan tâm đ n tình tr ng hi n nay
là v n đ ô nhi m môi tr ng c a ngu n n c h i L i, n n ch t phá r ng, khai thác r ng b a bãi, không khoa h c các khu r ng xung quanh h , c ng nh v n
đ rác th i sinh ho t c a các khu dân c xung quanh
n c th i ch a qua x lý đ xu ng h
Góp ph n qu n lý, gi m thi u ô nhi m môi tr ng, b o v s c kh e nhân dân, t o ra m t t p quán sinh ho t đô th m i ng i dân
1.1 L ch s nghiên c u v vai trò vi sinh v t v i ô nhi m môi tr ng
ã có m t s công trình nghiên c u v vai trò c a vi sinh v t trong vi c làm
gi m ô nhi m môi tr ng n c nh c a tác gi Tr n C m Vân và Ph m Th Mai
v h Trúc B ch và H Tây, TS inh Th Kim Nhung và Tr n C m Vân v h
i L i… b c đ u đã kh o sát đ c s phân b c a m t s nhóm vi sinh v t phân hu các h p ch t h u c và vô c trong các ngu n n c, t đó kh ng đ nh
đ c vai trò t làm s ch ngu n n c c a vi sinh v t
Trang 4có s li u nghiên c u v vi sinh v t trong vi c làm gi m ô nhi m ngu n
n c h i L i nh ng n m g n đây đã có m t s tác gi nh T ng Th Hi n,
Hu nh Th Thoa, ng Th Thu … ti p t c kh o sát s phân b c a m t s nhóm
vi sinh v t phân gi i xenluloza trong n c h i L i Các công trình nghiên c u này đã đ a ra đ c nh ng d n ch ng cho th y ngu n n c h i L i đã và đang
tr nên ô nhi m h n Và đ có c s kh ng đ nh h n n a v vai trò c a vi sinh v t trong vi c làm gi m ô nhi m môi tr ng n c h i L i tôi ti p t c kh o sát s phân b c a m t s nhóm vi khu n phân gi i xenluloza t i đây, mong r ng nó s góp ph n cho vi c đánh giá chính xác m c đ ô nhi m ngu n n c h
1.2 c đi m c a vi sinh v t s ng trong n c [2]
Vi sinh v t có th s ng đ c trong h u h t các thu v c S phân b c a vi sinh v t trong n c ph thu c vào đi u ki n nhi t đ , ánh sáng, đ pH, ch t dinh
d ng và đ thoáng c a n c Tuy nhiên, v i các nhóm vi sinh v t khác nhau thì các gi i h n đó là không gi ng nhau Vi sinh v t có trong n c h u h t là t đ t
và không khí r i vào a s các vi sinh v t s ng trong n c là nh ng vi sinh v t
d d ng cacbon t c là đ c nuôi d ng b ng các h p ch t h u c Ngoài ra trong các thu v c còn có các vi khu n quang t d ng và hoá t d ng b n này
Ch t vô c 3 Quang d d ng vô c
(Photolito Cheterothroph)
4 Quang t d ng vô v (Photolito Autothroph)
Trang 5Ch t h u c Ch t h u c 5 Hoá d d ng h u c
(Chemoorgano Heretothroph)
6 Hoá t d ng h u c (Chemoorgano Autothroph
Ch t vô c Ch t vô c 7 Hoá d d ng vô c
(Chemolito Cheterothroph)
8 Hoá t d ng vô c (Chemolito Autothroph)
Nh v y tu nhóm vi sinh v t mà ngu n cacbon đ c cung c p có th là ch t
vô c ho c ch t h u c Giá tr dinh d ng và kh n ng h p th ngu n cacbon khác nhau ph thu c vào hai y u t : M t là thành ph n hoá h c và tính ch t sinh
lý c a ngu n th c n này, hai là đ c đi m sinh lý c a t ng lo i vi sinh v t H u
h t các h p ch t h u c đ u b vi sinh v t phân gi i Ng i ta th ng s d ng
đ ng đ làm th c n cacbon khi nuôi c y ph n l n các vi sinh v t d d ng Tuy
nhiên, v i vi sinh v t phân gi i xenluloza ng i ta không dùng đ ng mà dùng
d ng gi y l c, bông v i ho c b t xenluloza (cellulose powder, avicel) đ a vào môi
tr ng nuôi c y
T t c các vi sinh v t tham gia vào vi c vô c hoá xenluloza đ u thu c lo i d
d ng hoá n ng h u c , chúng hình thành enzym xenlulaza xúc tác vi c phân gi i xenluloza thành xenlobioza và glucoza, vi sinh v t s d ng các h p ch t sinh ra làm ngu n cacbon và ngu n n ng l ng
1.4 c đi m c a xenluloza [2], [3]
Xenluloza là m t trong nh ng thành ph n ch y u c a t ch c th c v t Hàm
l ng xenluloza trong xác th c v t th ng thay đ i trong kho ng 50 - 80% (tính theo tr ng l ng khô) Xenluloza l i là h p ch t r t b n v ng, chúng h u nh không b hoà tan trong b t kì lo i dung môi nào (tr dung d ch amoniac c a mu i
đ ng) ó là lo i polisaccarit cao phân t Chúng c u t o b i r t nhi u g c - D - glucoza, liên k t v i nhau nh dây n i 1,4 - glucozit M i phân t xenluloza
th ng có ch a t 1400 đ n 14.000 g c glucoza Kh i l ng phân t xenluloza thay đ i ph thu c khác nhau vào t ng lo i th c v t và tu ph ng pháp xác đ nh
Vi sinh v t có kh n ng phân gi i xenluloza đ c chia thành 2 lo i: hi u khí
và k khí
Trang 61.5 Các loƠi vi sinh v t phơn gi i xenluloza trong đi u ki n hi u khí [3]
Trong đi u ki n hi u khí xenluloza có th b phân gi i d i tác d ng c a các nhóm sau: Niêm vi khu n, vi khu n, x khu n, n m m c và n m th ng đ ng…
1.5.1 Niêm vi khu n (Myxobacteriales)
Niêm vi khu n là lo i vi sinh v t gi vai trò quan tr ng trong vi c phân gi i xenluloza Niêm vi khu n phân gi i xenluloza đ c tìm th y ch y u trong các
gi ng Promyxo bacterium, Cytophyta, Sporocytophyta, Sorangium Chúng s ng trong các môi tr ng ít axit, ít ki m Trên b m t các v t li u ch a xenluloza, niêm vi khu n phát tri n trong các d ng th nh y không có hình d ng xác đ nh, lan r ng, v màu vàng, da cam hay đ , th ng s l ng c a chúng t ng ng v i các ch mà xenluloza b phân gi i nhi u hay ít T bào niêm vi khu n bám sát vào các s i xenluloza và ch phân gi i chúng khi đã ti p xúc tr c ti p Các khu n l c
c a niêm vi khu n đ c t o thành trên các môi tr ng th ch thích h p khi phân
Trang 7- M t s x khu n a nhi t khác
1.5.4 N m m c và n m th ng đ ng
R t nhi u lo i n m m c và n m th ng đ ng có kh n ng phân gi i xenluloza Các loài có ho t tính m nh nh t là: Humicolagrisea, Trichoderma
viridae, Trichoderma lignonum, Chactominium funicolum, Aspergillus ninger, Aspergillus terricola, Penicillium lotatum…
Ng i ta còn tìm th y loài Thermomyces lanuginosus a nhi t có kh n ng phân gi i xenluloza khá m nh
1.6 Các loài vi sinh v t phơn gi i xenluloza k khí [3]
Trong đi u ki n thi u oxi, các vi sinh v t a m ho c a nóng thu c gi ng
Clostridium và Bacillus có kh n ng phân gi i k khí xenluloza i di n cho các loài a m là Clostridium omelianskii phát tri n và lên men m nh m 30 - 400
C
Thu c v vi khu n a nóng có Clostridium thermocellum và Bac cellulosae
dissolvens Nhi t đ t t nh t cho s phát tri n c a chúng là 60 - 650C, gi i h n nhi t đ cao nh t th ng là 700C còn 40 - 500C ng i ta nh n th y chúng b t
vi khu n chúng tôi ti n hành tìm hi u m t s đ c đi m đ a lý c a vùng nh sau:
H i L i n m phía ông B c c a Hà N i, phía nam giáp v i chân núi Tam
o nên có khí h u mát m v mùa hè, m áp v mùa đông Vùng ph c n có
r ng t nhiên r t đ p, h n th n a trong lòng h có nh ng đ o nh : o Chim,
o Ng c, … V i khung c nh đ c thiên nhiên u đãi, khu du l ch i L i đã và
Trang 8đang h p d n đ c nhi u khách du l ch đ n tham quan Nên chúng tôi làm m t bi n pháp so sánh gi a nhi t đ c a i L i v i các vùng ph c n
B ng 1.2 Nhi t đ không khí trung bình hƠng n m c a HƠ N i, i L i vƠ
Tam o ( 0
C)
(Ghi chú: i L i không có tr m khí t ng nên tôi s d ng s li u nhi u
n m c a tr m V nh Yên có cùng đ cao, v đ t ng đ i và cách không xa i L i kho ng 15 Km đ ng chim bay)
Qua b ng trên ta th y nhi t đ không khí trung bình hàng n m c a i L i và
Hà N i x p x nhau nh ng các tháng l nh nh t trong n m (tháng 1 và tháng 2) nhi t đ i L i m h n 0,2 0,4 đ và các tháng nóng nh t trong n m (tháng 6
và tháng 7) i L i mát h n Hà N i 0,2 0,6 đ So v i Tam o, m t đ a đi m ngh mát n i ti ng thì i L i l i m áp h n nhi u V i nh ng đ c đi m trên, i
L i đã và đang tr thành khu du l ch n i ti ng, v i l ng khách ngày m t t ng đã góp ph n làm t ng doanh thu cho ngành du l ch th xã Phúc Yên nói riêng và t nh
Trang 9Các hoá ch t tham gia vào môi tr ng nuôi c y vi khu n nghiên c u g m:
- NaNO3, NaCl, CaCO3, KH2PO4, MgSO4.7H2O, CaCl2, FeCl3, K2SO4, (NH4)2SO4…
- Môi tr ng 1: Môi tr ng Hutchison và Clayton
Dùng đ nuôi c y vi khu n phân gi i xenluloza k khí, thành ph n g m có:
Trang 10Tr ng h p n c m t, m u n c đ c thu vào bình thu tinh dung tích 100
đ n 1000 ml đã kh trùng C n chú ý không đ m u n c b nhi m b i tay hay
b i dây s d ng khi thu m u Tr ng h p n c ng m dùng b m đ thu m u i
v i h u h t các m u n c, c n ch a m t kho ng không khí đ l n gi a m t n c
và n p bình
Tr ng h p n c ao, h , đ có s li u v s phân b b m t c a vi sinh v t,
tu theo kích th c c a ao, h , c n l a ch n t 5 đ n 10 đi m cách nhau nh ng kho ng thích h p có s li u phân b theo chi u sâu thông th ng ta l y m u đáy ao, h và sau đó thu các m u theo m t kho ng cách nh t đ nh t đi m đáy Trên m i bình ch a m u c n ghi chú rõ ràng, đ y đ các thông tin c n thi t liên quan đ n m u (đ a đi m, th i gian, m c đích, ng i thu…)
Trang 11M u nên đ c phân tích trong vòng 6(h) sau khi thu m u Do vi c phân tích
th ng đ c ti n hành t i phòng thí nghi m nên c n v n chuy n m u t n i thu
m u v phòng thí nghi m Tr ng h p này c n b o qu n m u nhi t đ d i
100C b ng n c ho c đá khô trong quá trình v n chuy n Tr ng h p không th c
hi n đ c vi c phân tích ngay thì c n b o qu n m u 0 - 50C trong t l nh và nên
phân tích trong vòng t 6 -12(h)
2.2.4.2 Chu n b m u
Trong đa s các tr ng h p, m u n c không c n đ c x lý gì đ c bi t
tr c khi phân tích vi sinh v t Khi c n thi t, m u c n đ c pha loãng th p phân
đ đ c các đ pha loãng c n thi t b ng n c c t, n c sinh lý hay môi tr ng
l ng vô trùng
2.2.5 Ph ng pháp thí nghi m [3]
Ti n hành ki m tra s l ng vi sinh v t b ng cách pha loãng tìm gi i h n phát tri n d a vào b ng Maccrady
Nguyên t c c a ph ng pháp là pha loãng th t nhi u l n d ch nghiên c u sau
đó ki m tra xem t i t c đ pha loãng nào còn phát hi n th y s có m t c a lo i vi sinh v t c n ki m tra
Dùng ph ng pháp th ng kê toán h c đ tính ra s l ng g n đúng c a t ng nhóm vi sinh v t nh t đ nh trong m u nghiên c u
Tu s l ng c a t ng nhóm vi sinh v t c n phân tích, ta c y t các đ pha loãng khác nhau i v i m i nhóm vi sinh v t ph i s d ng 5 8 đ pha loãng liên ti p (10 -1 10-5 ho c 10-3 10-7) Ph i ch n nh ng gi i h n th nào đ đ m
b o đ pha loãng th p nh t luôn luôn phát hi n th y vi sinh v t c n ki m tra, còn đ pha loãng cao nh t hoàn toàn không phát hi n th y
ki m tra nhóm vi sinh v t c n phân tích, ng i ta c y t các đ pha loãng
khác nhau vào các ng nghi m đ ng nh ng lo i môi tr ng dinh d ng thích h p
v i t ng nhóm vi sinh v t N u là vi sinh v t hi u khí thì l p môi tr ng trong
Trang 12m i ng nhi m ch nên cao t 2 – 3 cm, còn n u là vi sinh v t k khí thì l i c n cao kho ng t 10 - 12 cm
Tu vào đi u ki n nghiên c u mà t m i đ pha loãng ta c y vào 3 - 5 ng nghi m có đ ng môi tr ng dinh d ng thích h p M i l n c y kho ng 0,5 1,0
ml d ch pha loãng Nuôi c y nhi t đ thích h p, trong m t th i gian nh t đ nh (ph thu c vào lo i vi sinh v t phân tích) Sau đó l y ra quan sát s phát tri n c a
vi sinh v t trong m i ng nghi m Có th quan sát đ đ c c a môi tr ng, quan sát kh n ng sinh khí, kh n ng t o thành váng hay k t t a và t t nh t dùng m t
s ph n ng hoá sinh đ c hi u đ phát hi n s có m t hay không có m t c a lo i
vi sinh v t c n ki m tra
Ghi s ng nghi m thu c m i đ pha loãng có ph n ng d ng tính (có phát
hi n vi sinh v t) đ i chi u v i b ng Maccrady đ ki m tra s l ng g n đúng c a
m t đ vi sinh v t trong m u phân tích, x lý s li u b ng th ng kê toán h c
2.3 a đi m vƠ th i gian nghiên c u
Hi n nay đ i đa s các khu du l ch, khu ngh mát đ u đã và đang r i vào
th m c nh môi tr ng ô nhi m nghiêm tr ng, đ c bi t là môi tr ng n c H
i L i c ng là m t khu du l ch, khu ngh mát có ti ng và thu hút đ c nhi u du khách đ n tham quan Tuy r ng ngu n n c đây v n đ c coi là s ch so v i
nhi u h các khu du l ch khác, đ c bi t là các h trong n i thành Song hi n nay
n n ch t phá r ng ngày càng gia t ng d n đ n nh ng tr n xói mòn đ t đ i, núi,
r ng xu ng lòng h sau nh ng tr n m a l n kéo theo là m t l ng l n xenluloza
Trang 13Các s n ph m y c xu t hi n ngày càng nhi u trôi kh p m t h sau t ng đ t sóng
và m i c n gió i u này không ch th hi n qua c nh quan c a h (hình 3.1) mà
còn th hi n qua s l ng vi khu n có kh n ng phân gi i xenluloza đang ho t đ ng
trong n c h v i nhi m v t làm s ch n c h Qua nghiên c u chúng tôi đã kh o sát đ c s phân b c a m t s nhóm vi
khu n phân gi i xenluloza nh sau:
3.1.1.S phân b c a các nhóm vi khu n phân gi i xenluloza hi u khí
trong h n c i L i
Sau th i gian nuôi c y vi khu n t 1 3 tu n ti n hành ki m tra k t qu thí
nghi m, th y r ng nh ng ng có vi khu n hi u khí phân gi i xenluloza phát tri n
thì d i gi y l c b vi khu n phân gi i và nhìn th y rõ b ng m t th ng, th ng thì
d i gi y tr nên d đ t các v trí b m t môi tr ng, t i đó có m t l p nh y và
tr nên x p h n, m n h n so v i các v trí ng p sâu trong môi tr ng, môi tr ng
b v n đ c, có b t khí CO2 D a vào nh ng đ c đi m đó mà phát hi n đ c ra
nh ng ng nghi m có vi khu n hi u khí xenluloza phát tri n và ng nghi m
không có vi khu n hi u khí phân gi i xenluloza phát tri n K t qu thí nghi m