đề tài chu trình sinh địa hoá

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
VIỆN KHCN&QLMT
M ÔN: VI SINH MÔI TRƯỜNG
Lớp: CDMT10
GVHD: Trần Thị Thanh Huyền
DANH SÁCH NHÓM:
1.Dương Thị Nam MSSV: 08245671
2.Phạm Thị Ngọc Tiên MSSV:08255921
3.Nguyễn Thị Kim Lài MSSV: 08247861
4.Huỳnh Thị Thanh Phương MSSV: 08244841
5.Nguyễn Hoàn Phúc MSSV: 08119081
6.Nguyễn Thị Thu Hương MSSV: 08098091
7.Lê Thị Bé Tám MSSV: 08262011
8.Trần Thị Huệ Tâm MSSV: 08216051
I. LƯU HUỲNH
1.Sơ lược về lưu huỳnh
2.Vi sinh vật của chu trình lưu huỳnh
3.Sự chuyển hoá lưu huỳnh trong môi trường nước
II. PHOSPHO
1.Sơ lược về phospho
2.Vi sinh vật của chu trình phospho
3.Loại bỏ phospho bằng phương pháp hoá học
4.Loại bỏ phospho bằng phương pháp sinh học
5.Các công nghệ loại bỏ phospho
1.Sơ lược về lưu huỳnh:

Lưu huỳnh là nguyên tố khá phong phú trong môi
trường và nước biển là nguồn chứa sulfate lớn nhất.


Lưu huỳnh tham gia vào thành phần các acid
amin trong protein, trong vitamin như tiamin và
biotin.
•
Một phần khác, S biến thành SO
2
bay ra khỏi mặt
đất, vào không khí theo dạng H
2
S hay SO
2
.
•
Lượng S mà nước thải công nghiệp, nông nghiệp
thải ra cho môi trường khoảng 2,7 – 260
kg/ha/năm.
1.Sơ lược về lưu huỳnh :
Ion sulfate (SO
4
2-
):
•
Sulfate thường hiện diện trong nước có nguồn gốc
khoáng chất hoặc nguồn nước hữu cơ. Sulfate cũng là
thông số tiêu biểu cho vùng nước nhiễm phèn.
•
Nước có hàm lượng sulfate >250 mg/l có tính độc hại
đối với sức khỏe con người.
•
Hàm lượng sulfate trong nước uống không vượt quá

200 mg/l.
•
Trong nước lợ và mặn họặc nước phèn hàm lượng
SO
4
2-
có thể lên đến hàng trăm, hàng ngàn mg/l.
Hidrosulfua:

Khí hidrosulfua ( H
2
S) trong nước là sản phẩm của
quá trình phân hủy các chất hữu cơ, phân rác trong
điều kiện yếm khí, khi gặp oxi sẽ xảy ra quá trình oxi
hóa H
2
S thành SO
4
2-
. Khí H
2
S làm cho nước có mùi
trứng thối khó chịu, với nồng độ cao nó có tính ăn
mòn vật liệu.
2.Vi sinh vật của chu trình lưu huỳnh:

Khoáng hoá lưu huỳnh hưu cơ

Đồng hoá
Chu Trình Lưu Huỳnh:

Sự oxi hóa lưu huỳnh:

Vi khuẩn khử lưu huỳnh phát triển trong nước ngầm,
các ao hồ, sông, biển có chứa H
2
S. H
2
S do các vi
khuẩn lưu huỳnh oxi hóa qua 2 giai đoạn:
-Gđ1: tạo thành S tự do:
2H
2
S + O
2
→ 2H
2
O + S
2
+125 kcal
- Gđ2: tạo thành acid sulfuric với sự tích lũy bên trong
tế bào: S
2
+ 3O
2
+ 2H
2
O → 2H
2
SO
4

+ 294 kcal

Vi khuẩn khử sulfate là loại vi khuẩn kị khí phát triển
trong môi trường nước có chứa một lượng nhất định
sulfate và chất hữu cơ.

Khử sulfate đồng hóa: H
2
S có thể được tạo thành
trong điều kiện phân hủy kị khí (các hợp chất hữu cơ
có chứa acid amin lưu huỳnh như methionin, cystein,
cystin) bởi nhóm Clostridia, Velionella.
Sự khử lưu huỳnh:
Sự khử lưu huỳnh:

Khử sulfate dị hóa :là quá trình chủ yếu sinh ra H
2
S trong
nước thải. Các nhóm vi khuẩn khử sulfate chịu trách nhiệm
thực hiện quá trình này trong điều kiện kị khí nghiêm ngặt.
SO
4
2-
+ các hợp chất hữu cơ → S
2-
+ H
2
O + CO
2
S

2-
+ 2H
+
→ H
2
S
H
2
S độc đối với thực vật và động vật.
Sự khử lưu huỳnh:

Những vi khuẩn khử sulfate phân lập được từ các mẫu
môi trường (bùn hoạt tính kỵ khí, bùn lắng dưới đáy
sông, vi khuẩn đường ruột…) là: Desulfovibrio,
Desulfotomaculum,Desulfobulbus,Desulfomonas,Desu
lfobacter,Desulfococus,Desulfonema,Desulfosarcina,
Desulfobacterium và Thermodesulfobacterium.

Desulfotomaculum là giống tạo bào tử duy nhất trong
nhóm vi khuẩn khử sulfate.
Desulfotomaculum Desulfovibrio
3.Sự chuyển hoá lưu huỳnh trong
môi trường nước:

Lưu huỳnh là một hợp chất khá quan trọng đối với vi
sinh vật.

Trong thiên nhiên chúng có nhiều trong các hợp chất
vô cơ. Sự chuyển hóa lưu huỳnh trong thiên nhiên tạo
một chu trình khép kín.

Chu trình khép kín:
H
2
S
cac chat huu
co luu huynh
S
SO
4
trong dieu kien yem khi
trong dieu kien hieu khi
VSV
chuyển
hóa lưu
huỳnh
3.Sự chuyển hoá lưu huỳnh trong
môi trường nước
3.1.Nhóm vi sinh vật tự dưỡng hoá năng:

Thiobacilus

Beggiatoa

Thiothrix

Thioploca
Beggiatoa
Thiothrix
Thiobacilus:


Loài Thiobacillus có khả năng chuyển hóa các hợp chất
chứa lưu huỳnh theo phương trình sau:
5Na
2
S
2
O
3
+ H
2
O + O
2
→ 5Na
2
SO
4
+ 2S
2
+H
2
SO
4
+X kcal
S
2
+ 3O
2
+ H
2
O → 2H

2
SO
4
+ X kcal
Na
3
S
4
O
6
+ 10O
2
→ 3Na
2
SO
4
+ 5H
2
SO
4
+ X kcal
CO
2
+ H
2
O 
Xkcal
→ (CH
2
O ) + O

2
Chất hữu cơ
Các phản ứng hóa học trên đều tạo ra năng lượng. Năng
lượng này được Thiobacillus sử dụng để tổng hợp các
chất hữu cơ từ CO
2
và H
2
O.
Loài Thiobacillus :

Thiobacillus thioparus

Thiobacillus thioxidans

Thiobacillus novellus

Thiobacillus denitrificans
Thiobacillus thioparus:

Đây là vi khuẩn hình que rất nhỏ, không có khả năng
tạo nha bào, tạo tiêm mao ở một đầu của tế bào. Giống
này có khả năng oxi hóa Na
2
S
2
O
3
thành dạng SO
4

2-
và S,
ngoài ra chúng có thể oxi hóa S thành H
2
SO
4
và oxi hóa
Na
2
S
4
O
6
để thành Na
2
SO
4.
bên cạnh đó giống này còn
có khả năng oxi hóa được H
2
S để trở thành S theo
phương trình sau:
H
2
S + O
2
→ 2H
2
O +2S + 82 kcal
CO

2
+ H
2
O 
82kcal
→ (CH
2
O) + O
2
Thiobacillus thioxidans:

Giống vi khuẩn này không khác nhiều về hình thái so với
giốngThiobacillus thioparus.

Chúng phát triển tốt trong môi trường pH < 6 và phát triển
tối ưu ở pH = 3. Giống vi khuẩn này có thể chuyển hóa S
thành SO
4
2-
.
Thiobacillus novellus:

Giống vi khuẩn này có kích thước lớn hơn hai giống trên
và có tiêm mao, do đó chúng có thể di động trong môi
trường H
2
O.
Thiobacillus denitrificans:

Chúng rất giống Thiobacillus thioparus và Thiobacillus

thioxidans. Giống vi khuẩn này thuộc loại yếm khí,
chúng có khả năng oxi hóa lưu huỳnh thành SO
4
2-
quá
trình này có thể tóm tắt như sau:
5S + 6KNO
3
+2CaCO
3
→ 2K
2
SO
4
+CaSO
4
+2CO
2
+
3N
2
+ Xkcal
CO
2
+ H
2
O 
Xkcal
→ (CH
2

O) + O
2
Chất hữu cơ
Loài Beggiatoa:

Đây là loài vi khuẩn hình sợi, khi tồn tại trong môi
trường nước chúng thường nổi lên trên bề mặt.

Trong tế bào của loài vi khuẩn này có rất nhiều hạt S.
Các hạt S này rất dễ quan sát dưới kính hiển vi, khi ta
nhuộm chúng với AgNO
3
, chúng sẽ chuyển sang màu
đen.

Giống Beggiatoa minima là giống quan trọng nhất và có
ý nghĩa nhất trong chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh
trong thiên nhiên đặc biệt là môi trường nước, chúng có
khả năng chuyển hóa H
2
S thành S và H
2
SO
4