ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ CẨM NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TẠI QUẢNG NAM - ĐÀ NẴNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà Nẵng - 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ CẨM NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TẠI QUẢNG NAM - ĐÀ NẴNG Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Giảng viên hướng dẫn: TS. VÕ CHÂU TUẤN Đà Nẵng - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả trong khóa luận là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình khác. Tác giả Lê Thị Cẩm LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài khóa luận của mình (từ 4/2014 đến 03/2015), tôi xin cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện của Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng. Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình và quý báu của Thầy Võ Châu Tuấn cùng các thầy cô giáo tại khoa Sinh – Môi trường để tôi được thực hiện đề tài và hoàn thành báo cáo một cách tốt nhất. Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó! Đà Nẵng, tháng 04 năm 2015 Sinh viên Lê Thị Cẩm MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu đề tài 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 3.1. Ý nghĩa khoa học 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn 3 Chương 1 4 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VI SINH VẬT SINH TỔNG HỢP ENZYME PROTEASE 5 1.2.1. Vi khuẩn 5 1.2.2. Nấm 6 1.2.3. Xạ khuẩn 6 1.3. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VI KHUẨN PHÂN GIẢI PROTEIN 6 1.3.1. Các nghiên cứu trên thế giới 6 1.3.2. Các nghiên cứu tại Việt Nam 8 1.4. TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM VÀ XỬ LÝ NƯỚC NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Ở VIỆT NAM 10 1.5. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 13 1.5.1. Ứng dụng vi sinh vật xử lý nước thải 13 1.5.2. Ứng dụng vi sinh vật xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản 17 Chương 2 19 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG 19 VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 19 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.3. ĐỊA ĐIỂM, PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 19 2.3.1. Địa điểm nghiên cứu 19 2.3.2. Phạm vi nghiên cứu 20 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.4.1. Phương pháp thu mẫu ngoài thực địa 20 2.4.2. Phương pháp phân lập 20 2.4.3. Phương pháp giữ giống vi sinh vật 21 2.4.4. Phương pháp nghiên cứu khả năng sinh protease của vi khuẩn 21 2.4.5. Xác định thời gian sinh enzyme protease mạnh nhất của vi khuẩn 22 2.4.6. Phương pháp nhuộm Gram 22 2.4.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn 23 2.4.8. Phương pháp xử lý nước thải thủy sản bằng vi khuẩn tuyển chọn trong hệ thống bể sinh học hiếu khí 23 2.4.9. Xác định một số chỉ tiêu lý, hóa của nước 23 Chương 3 25 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 3.1. PHÂN LẬP CÁC CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN TỪ NƯỚC THẢI THỦY SẢN 25 3.2. TUYỂN CHỌN CÁC VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN CAO 27 3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA 3 CHỦNG VI KHUẨN TUYỂN CHỌN 29 3.3.1. Nghiên cứu thời gian sinh enzyme protease cao nhất 29 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố nuôi cấy đến sinh trưởng của các vi khuẩn 30 3.4. THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN BẰNG BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ 32 3.4.1. Sự hay đổi giá trị pH của nước thải nuôi trồng thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 33 3.4.2. Hàm lượng BOD 5 của nước thải thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 34 3.4.3. Hàm lượng NH 4 + của nước thải thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 35 3.4.4. Hàm lượng photphat của nước thải thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 36 3.4.5. Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 1. Kết luận 39 2. Kiến nghị 39 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 3.1 Các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein phân lập từ nước thải nuôi trồng thủy sản ở Quảng Nam và Đà Nẵng 25 3.2 Khả năng phân giải protein của các chủng vi khuẩn phân lập 27 3.3 Đường kính vòng phân giải protein của 3 chủng vi khuẩn 29 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên Hình Trang 3.1 Các chủng vi khuẩn có hoạt tính phân giải protein phân lập được từ nước thải nuôi trồng thủy hải sản 26 3.2 Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn phân lập 27 3.3 Đường phân giải protein của 3 chủng có hoạt tính mạnh nhất 28 3.4 Vòng phân giải của 3 chủng vi khuẩn sau 48h nuôi cấy 29 3.5 Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của 3 chủng vi khuẩn C2, C4, C8 30 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh trưởng của 3 chủng vi khuẩn C2, C4, C8 31 3.7 Vi khuẩn C8 khi nhuộm Gram 32 3.8. Sự thay đổi pH của nước thải thủy sản sau các khoảng thời gian xử lý 33 3.9 Sự thay đổi BOD của nước thải thủy hải sản sau các khoảng thời gian xử lý 34 3.10 Hàm lượng NH4+ của nước thải nuôi trồng thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 35 3.11 Hàm lượng photphat của nước thải nuôi trồng thủy hải sản khi xử lý bằng chủng vi khuẩn C8 36 3.12 Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải khi xử lý bằng vi khuẩn C8 37 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam được xem là nước có tài nguyên biển khá đa dạng và phong phú. Ngành đánh bắt, nuôi trồng và chế biến thuỷ hải sản chiếm tỷ trọng khá lớn trong kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam [1]. Trong những năm gần đây, nhận thấy tầm quan trọng của nghề nuôi trồng thủy hải sản, Chính phủ và Bộ Thuỷ sản đã dành sự ủng hộ mạnh mẽ cho phát triển bền vững của nuôi trồng thủy hải sản. Chính vì thế ngành khai thác và nuôi trồng thủy hải sản ở nước ta đã có những buớc tiến vượt bậc, đóng góp quan trọng vào tổng kim ngạch xuất khẩu, giải quyết công ăn việc làm cho hàng triệu lao động của nuớc ta [19]. Những năm gần đây, các tỉnh, thành phố duyên hải miền Trung đã tập trung phát triển nuôi trồng thủy hải sản. Năm 2013, diện tích nuôi trồng toàn vùng đạt xấp xỉ 34 nghìn ha. Sản lượng đạt hơn 180 nghìn tấn [1]. Hình thức sản xuất trước đây chủ yếu theo hộ gia đình với quy mô nhỏ, song trong những năm gần đây, ngành nuôi trồng thủy hải sản của vùng duyên hải miền Trung đã và đang thu hút được nhiều nhiều nhà đầu tư sản xuất nuôi trồng, kinh doanh thức ăn nuôi thủy sản và các dịch vụ thú y Tuy nhiên, việc phát triển mạnh diện tích nuôi trồng đã gây ảnh hưởng xấu - làm suy thoái môi trường trên diện rộng, trong đó có tỉnh Quảng Nam và Đà Nẵng. Tình trạng ô nhiễm môi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi trồng thủy sản do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải khác đọng lại dưới đáy ao nuôi. Ngoài ra, còn các hóa chất, kháng sinh được sử dụng trong quá trình nuôi trồng cũng dư đọng lại mà không được xử lý. Việc hình thành lớp bùn đáy do tích tụ lâu ngày của các chất hữu cơ, cặn bã là nơi sinh sống của các vi sinh vật gây thối, các vi sinh vật sinh các khí độc như NH 3 , [...]... CỨU - Các chủng vi khuẩn sinh protease sống trong nước thải hồ nuôi trồng thủy sản tại Quảng Nam - Đà Nẵng - Nước thải hồ nuôi trồng thủy sản 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Phân lập, tuyển chọn các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein cao - Nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn có hoạt tính protease cao - Thử nghiệm xử lý nước thải hồ nuôi trồng thủy sản bằng chủng vi khuẩn tuyển chọn. .. chọn một số chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein và thử nghiệm xử lý nước thải nuôi trồng thủy hải sản tại Quảng Nam – Đà Nẵng 2 Mục tiêu đề tài Tuyển chọn được các chủng vi khuẩn có hoạt tính protease mạnh đồng thời xác định được khả năng xử lý nước thải hồ nuôi trồng thủy hải sản của các chủng vi khuẩn tuyển chọn nhằm tìm ra giải pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy hải sản đơn giản, hiệu... không có vi n hoặc vi n nhỏ 3.2 TUYỂN CHỌN CÁC VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN CAO Tiến hành thử khả năng phân giải protein của các chủng vi khuẩn đã phân lập, từ 12 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein đã phân lập được, chúng tôi đã chọn ra 3 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein mạnh nhất (C2, C4, C8) Kết quả được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.3 Bảng 3.2 Khả năng phân giải protein. .. nghiệm 2.3 ĐỊA ĐIỂM, PHẠM VI VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 2.3.1 Địa điểm nghiên cứu * Ngoài thực địa Thu thập mẫu nước tại các hồ nuôi trồng thủy sản ở tỉnh Quảng Nam và TP Đà Nẵng để phân lập các chủng vi khuẩn cần nghiên cứu * Trong phòng thí nghiệm Phân lập, tuyển chọn, nghiên cứu các đặc điểm sinh học, sử dụng vi khuẩn tuyển chọn để xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản và phân tích các thông số vật lý, ... lọc và phần vật chất lọc được (mg) V= Thể tích mẫu nước đem lọc (ml) 1000 = hệ số đổi thành 1 lít 25 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 PHÂN LẬP CÁC CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN TỪ NƯỚC THẢI THỦY SẢN Từ các mẫu nước thải nuôi trồng thủy sản trên địa bàn tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, tiến hành phân lập và đã xác định được 12 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein, ... Các nghiên cứu tại Vi t Nam Từ nước thải một số nhà máy thủy sản, Trương Thị Mỹ Khanh và Vũ Thị Hương Lan (2012) đã phân lập được 6 chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein Bước đầu ứng dụng vào vi c xử lý nước thải thủy sản đã mang lại hiệu quả cao, nước thải sau khi xử lý đều đạt tiêu chuẩn xả thải loại B theo QCVN 24: 2009/BTNMT [20] Phạm Bích Hiên và cộng sự (2012) đã phân lập được 17 chủng vi. .. giống và trong môi trường nước mặn có khoảng hơn 3 loài 1.5 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI 1.5.1 Ứng dụng vi sinh vật xử lý nước thải Có một số loài vi sinh vật mà chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải có khả năng sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng, sinh trưởng [7] 14 Phương pháp này dựa trên cơ sở là hoạt động của vi. .. dụng vi sinh vật xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản a Các phương pháp ứng dụng vi sinh vật trong xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản Hiện nay, có rất nhiều phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là các chất thải hữu cơ Tiêu biểu là vi c sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ từ chất thải Có thể nêu lên một. .. Quảng Nam và Đà Nẵng hiện nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào về vi c xử lý nước thải hồ nuôi cũng như đưa ra các biện pháp để giảm thiểu ô nhiễm Như vậy, vi c tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm môi truờng, xử lý nuớc thải nuôi trồng thủy hải sản đang là một vấn đề mang tính thời sự, rất cấp bách Xuất phát từ những cơ sở trên đây, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng. .. thái khuẩn lạc được trình bày ở bảng 3.1 Bảng 3.1 Các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein phân lập từ nước thải nuôi trồng thủy sản ở Quảng Nam và Đà Nẵng TT Ký hiệu 1 C1 2 C2 3 C3 4 C4 5 C5 6 C6 7 C7 8 C8 Hình thái khuẩn lạc Tròn, trơn, nhẵn bóng, màu trắng sữa, không có vi n, mép ngoài nhỏ có màu đục Trơn, không bóng, màu đục, không có vi n Bề mặt nhám, không nhẵn bóng, không trơn, có vi n . đề tài Nghiên cứu tuyển chọn một số chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein và thử nghiệm xử lý nước thải nuôi trồng thủy hải sản tại Quảng Nam – Đà Nẵng 2. Mục tiêu đề tài Tuyển chọn được. BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 3.1 Các chủng vi khuẩn có khả năng phân giải protein phân lập từ nước thải nuôi trồng thủy sản ở Quảng Nam và Đà Nẵng 25 3.2 Khả năng phân giải protein của các chủng vi. HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG LÊ THỊ CẨM NGHIÊN CỨU TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI PROTEIN VÀ THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TẠI QUẢNG