Nghiên cứu khả năng phân hủy dầu DIESEL của màng sinh học do chủng vi khuẩn tạo thành được phân lập từ mẫu đấu và mẫu nước ô nhiễm dầu tại tỉnh quảng ngãi

VIỆN ĐẠI HỌC MỎ HÀ NỘI
KHOA CổNG NGHỆ SINH HỌC

____ _

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY DẦU DIESEL
CỦA MÀNG SINH HỌC DO CHUNG VI KHUÃN TẠO
THÀNH ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ MẪU ĐẤU VÀ MẪU
NƯỚC Ô NHIỄM DẦU TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

: THS. CUNG THỊ NGỌC MAI

SINH VIÊN THỤC HIỆN : ĐINH TRAN THU PHƯƠNG

LỚP

: 1102

HÀ NỘI - 2015


VIỆN ĐẠI HỌC MỎ HÀ NỘI
KHOA CổNG NGHỆ SINH HỌC

____ _

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
NGHIÊN cúu KHẢ NĂNG PHÂN HỦY DẦU DIESEL
CỦA MÀNG SINH HỌC DO CHỦNG VI KHUẮN TẠO
THÀNH ĐƯỢC PHÂN LẬP TỪ MẢU ĐÁU VÀ MẪU
NƯỚC Ô NHIỄM DẦU TẠI TỈNH QUẢNG NGÃI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

: THS. CƯNG THỊ NGỌC MAI

SINH VIÊN THỤC HIỆN : DINH TRẦN THU PHƯƠNG

LỚP

: 1102

HÀ NỘI - 2015


Lời cảm ơn!
Trước hết, tơi xin bày tó lời cám ơn chân thành và sâu sắc tới ThS. Cung Thị
Ngọc Mai, TS. Lê Thị Nhi Cơng cán bộ phịng Cơng nghệ sinh học Môi trường, Viện

Hàn Lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tinh hướng dẫn và chỉ dạy trong
suốt thời gian tơi thực hiện khóa luận này.

Tơi xin chân thành cảm ơn tới Phụ trách Phịng CNSH mơi trường là TS. Đỗ Thị
Tố Un cùng tồn thế cán bộ nhân viên Phịng Cơng nghệ sinh học Môi trường, đặc

biệt là ThS. Vũ Thị Thanh đà giúp đờ, chi bào tận tình trong suốt q trình tơi học tập

nghiên cứu hồn thành khóa luận của minh.

Bên cạnh đó, tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ Khoa công nghệ Sinh học,

Viện Đại Học Mờ Hà Nội cùng với Lãnh đạo viện Công nghệ sinh học, Viên Hàn lâm
khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học

tập, nghiên cứu tại trường cũng như tại viện.

Cuối cùng, tôi xin gửi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người thân trong gia
đình, ban bè đã ln bên cạnh ủng hộ và giúp đỡ tôi rất nhiều cà về vật chất và tinh

thần để tơi có thể hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này.
Một lần nữa xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, ngày 22 tháng 05 năm 2015

Sinh viên

Đinh Trần Thu Phương


MỤC LỤC

MỚ ĐÀU........................................................................................................................ 1
PHÀN 1. TỎNG QUAN TÀI LIỆU..............................................................................3
1.1.

Tinh trạng ô nhiễm dầu và hậu quả tác động của nó.......................................... 3

1.1.1.

Tinh trạng ô nhiễm dầu trên thế giới và ở Việt Nam.................................. 3

1.1.2.

Hậu quả cùa ô nhiễm dầu................................................................................ 4

1.2.

Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu.................................................................... 5

1.2.1.

Phương pháp cơ học.........................................................................................5

1.2.2.

Phương pháp hóa học.......................................................................................5

1.2.3.

Phương pháp sinh học......................................................................................6

1.3.

Vai trị của vi sinh vật trong xử lýnước ô nhiễm dầu.......................................... 7

1.3.1.

Vi sinh vật có khả năng phânhùy dầu............................................................ 7

1.3.2.

Cơ chế phân hủy dầu diesel của vi sinh vật.................................................. 7

1.4.

Giới thiệu chung về màng sinh học (biofilm).................................................... 12

1.4.1.

Khái niệm màng sinh học (biofilm)............................................................ 12

1.4.2.

Sự hình thành, thành phần và cấu trúc của biofilm..................................... 12

1.4.3.

ứng dụng của màng sinh học....................................................................... 15

1.5.

Ảnh hường của một số điều kiện hóa lý đến sự hình thành và phát triển của

biofilm............................................................................................................................... 17
1.5.1.

Ảnh hưởng của pH......................................................................................... 17

1.5.2.

Ảnh hưởng của nhiệt độ.................................................................................17

1.5.3.

Ảnh hướng cùa nguồn carbon....................................................................... 18

1.5.4.

Ảnh hường của nguồn nitrogen..................................................................... 19

1.6.

Các phương pháp phân loại vi sinh vật.............................................................. 20

1.6.1.

Phân loại theo phương pháp truyền thống.................................................. 21

1.6.2.

Phân loại theo phương pháp sinh họcphân tử............................................. 21

PHẦN 2 . VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN cứu....................................23

2.1.

Vật liệu.................................................................................................................. 23

2.1.1.

Ngun liệu.................................................................................................... 23

2.1.2.

Hóa chất và mơi trường nuôi cấy................................................................. 23


2.1.3.
2.2.

Máy móc và thiết bị nghiên cứu................................................................... 24

Phương pháp nghiên cứu......................................................................................25

2.2.1.

Làm giàu vi khuẩn và phân lập các chủng vi khuẩn có khá năng sử dụng

dầu diesel..................................................................................................................... 25

2.2.2.

Khảo sát khả năng sử dụng dau diesel của các chủng vi khuẩn................26

2.2.3.

Đánh giá khá năng tạo màng sinh học (biìlm) của các chủng vi khuẩn

phân lập được................................................................................................................ 27

2.2.4.

Nghiên cứu một số đặc điếm sinh học của vi khuấn...................................28

2.2.5.

Phân loại, định tên vi khuấn dựa vào xác định trình tự đoạn gen mã hóa

16S rRNA và xây dựng cây phát sinh chúng loại..................................................... 30

2.2.6.

Nghiên cứu ành hướng của một số điều kiện hóa lý đến sự hỉnh thành màng

sinh học của vi khuấn.................................................................................................. 32

2.2.7.

Đánh giá khả năng phân hủy dầu dicscl cũa màng sinh học do chủng vi

khuẩn tạo thành............................................................................................................. 33

PHÀN 3 . KÉT QUẢ VÀ THAO LUẬN....................................................................34

3.1.

Làm giàu và phân lập tuyên chọn các chủng vi khuẩn có khă năng sử dụng dầu

diesel.................................................................................................................................. 34
3.2.

Khão sát khả năng sử dụng dầu diesel của các chúng vi khuẩn phân lập được..36

3.3.

Đánh giá khá năng tạo màng sinh học (biotĩlm) cùa các chúng vi khuẩn đã phân

lập được.............................................................................................................................37
3.4.

Nghiên cứu được một số đặc điểm sinh học cùa chủng vi khuấn sử dụng dầu

diesel và tạo màng tốt nhất từ các chúng vi khuẩn đã phân lập được......................... 38
3.5.

Định tên và xây dựng cây phát sinh chúng loại.................................................39

3.5.1.

Tách chiết DNA tồng số cùa chủng vi khuấn QND10............................... 39

3.5.2.

Nhân đoạn gen mã hóa 16S rRNA bằng kỹ thuật PCR............................. 40

3.6.

Nghiên cứu ánh hưởng của một sổ điều kiện hóa lý đến sự hình thành màng

sinh học của chùng Acinetobacter sp. QND10............................................................. 42

3.6.1.

Ảnh hưởng cùa pH........................................................................................ 42

3.6.2.

Ảnh hướng của nhiệt độ................................................................................ 43

3.6.3.

Ánh hường của nguồn carbon..................................................................... 45

3.6.4.

Ảnh hường cùa nguồn nitrogen...................................................................46


3.7.

Đánh giá khá năng sừ dụng dầu diesel cúa màng sinh học do chủng

Acinetobacter sp. QND10 tạo thành.............................................................................. 47
KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................51

TÀI LIỆU THAM KHÁO............................................................................................. 52

PHỤ LỤC....................................................................................................................... 58


DANH MỤC BẢNG

Bàng 1.1. Nguồn c được vi sinh vật sừ dụng............................................................ 18
Báng 1.2. Nguồn N được vi sinh vật sử dụng............................................................ 19

Bảng 2.1: Máy móc và thiết bị dung trong đềtài........................................................24
Bàng 3.1: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của các chủng vi khuẩn trên môi trường

HKTS với mẫu làm giàu khơng và có bố sung glucose...................................................36


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Sự hoạt động cùa chất phân tán.............................................................................. 6
Hỉnh 1.2. Q trinh chuyền hóa alkane............................................................................... 9
Hình 1.3. Quá trinh phân hủy Hydrocarbon và sinh trưởng của vi sinh vật hiều khí... 10

Hình 1.4. Con đường phân hủy hiếu khí của n-alkane.................................................... 11
Hình 1.5. Q trinh hình thành màng sinh học cúa vi sinh vật....................................... 13

Hình 1.3: Ánh hiến vi điện tử phóng đại 21.850 lần, hiền thị cấu trúc không gian của
một màng sinh học với mạng lưới ngoại bào xung quanh............................................... 15

Hỉnh 3.1. Mầu làm giàu trên mơi trường khống Gost dịch có bổ sung 1% dầu DO..35

Hỉnh 3.2: Khả năng sinh trương cùa chùng vi khuấn trên mơi trường khống Gost dịch
có bổ sung 1% dầu diesel................................................................................................... 37

Hình 3.3: Khá năng bắt giữ tinh thể tím của màng sinh học cùa các chùng vi khuẩn ..38

sau 48 giờ ni cấy.............................................................................................................. 38
Hình 3.4: khả năng tạo màng cùa các chủng vi khuấn.....................................................38
Hình 3.5: Hình thái khuẩn lạc (A) và hình thái tế bào (B) cùa chủng QND10.............39

Hình 3.6: Điện di đồ DNA tổng số của chủng vi khuẩn QND10.................................... 39
Hình 3.7. Điện di đồ sản phẩm PCR nhân đoạn gen 16S rRNA của chủng QND10....40
Hình 3.8: Cây phát sinh chùng loại của chùng vi khuẩn QND10.................................. 41
Hình 3.9: Khả năng bắt giữ tím tinh thề cúa màng sinh học do chủng Acinetobacter sp.

QND10 tạo thành ở các pH khác nhau sau 48 giờ........................................................... 42
Hình 3.10: Ảnh hưởng cùa pH đến khá năng tạo màng sinh học cùa chùng vi khuẩn

Acinetobacter sp. QNDIO.................................................................................................. 43

Hình 3.11: Khả năng bắt giữ tím tinh thế của màng sinh học do chủng Acinetobacter
sp. QND10 tạo thành ở các nhiệt độ khác nhau sau 48 giờ............................................. 44

Hỉnh 3.12: Ánh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tạo màng sinh học của chủng vi
khuẩn Acinetobacter sp. QND10....................................................................................... 44

Hình 3.13: Khà năng bắt giữ tím tinh thế của màng sinh học do chùng Acìnetobacter
sp. QND10 tạo thành ở các nguồn carbon khác nhau......................................................45

Hình 3.14: Ánh hường của nguồn carbon đến khả năng tạo màng sinh học của chủng

vi khuân Acinetobacter sp. QND10................................................................................... 45

Hình 3.15: Khả năng bắt giữ tím tinh thể của màng sinh học do chúng Acinetobacter

sp. QND10 tạo thành ờ các nguồn nitor khác nhau.......................................................... 46

Hình 3.16: Ánh hưởng cùa nguồn carbon đến khả năng tạo màng sinh học cùa chúng

vi khuẩn Acinetobacter sp. ỌND10.................................................................................. 47

Hình 3.17: Khá năng sinh trưởng tại các nồng độ dầu DO khác nhau của chùng vi
khuấn Acinetobacter sp. QND10....................................................................................... 48
Hình 3.18: Khả năng sinh trướng của chủng vi khuẩn Acinetobacter sp. QND10 tại các
nồng độ dầu DO khác nhau............................................................................................... 48

Hình 3.19. Biểu đồ thể hiện hiệu suất phân hủy dầu diesel cùa màng sinh học chúng vi
khuẩn Acinetobacter sp.QNDlO........................................................................................ 49


BẢNG CHỦ VIẾT TẮT

Kí hiệu

Ý nghĩa

Bp

: Base pair (cặp bazơ)

DNA

: Deoxyribonucleic acid

DO

: Diesel oil (dầu diesel)

HK.TS

: Hiếu khí tồng số

LB

: Luria - Bertani

Nm

: Nanomct

PCR

: Polymease Chain Reaction (phản ứng chuồi trùng hợp)

RNA

: Ribonucleic acid

rRNA

: Ribosomal Ribonucleic acid

pi

: Microlit

pm

: Micromet


MỞ ĐẦU

Dầu mò là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội dùng để sản
xuất điện và cũng là nhiên liệu cùa tất câ các phương tiện giao thông cũng như nhiên
liệu trong đời sống hàng ngày của con người. Dầu mỏ đóng vai trị quan trọng hàng
đầu trong nền kinh tế tồn cầu. Nó tác động tới sự phát triền nền kinh tế của mọi quốc
gia trên Thế giới và hầu như mọi ngành công nghiệp đều phụ thuộc rất lớn vào nguồn

tài nguyên quý giá này.
Từ nguồn tính tốn, trữ lượng dầu mỏ thế giới nàm trong khoảng từ 1.148 tỉ
thùng đến 1.260 tì thùng. Dự kiến nguồn năng lượng trên thế giới từ dầu mỏ có thê lên
tới 80% vào giai đoạn 2016-2017. Nhưng sự “cung khơng đú cầu” do các quốc gia có

nguồn dầu mỏ là quá ít so với nhu cầu sừ dụng của hàng trăm quốc gia trên thế giới.
Do đó việc khai thác và vận chuyến dầu ngày càng được đấy mạnh. Cùng với sự phát
triển cùa việc khai thác, chế biến và vận chuyến dầu, một trong những vấn đề đang

được quan tâm hiện nay là tinh trạng ô nhiễm mơi trường của các chất thài (các
hydrocarbon) có trong dầu. Các hiện tượng tràn dầu, rò rỉ dầu gây tình trạng ơ nhiễm

nghiêm trọng cho mơi trường như: hủy hoại hệ sinh thái động thực vật, gây ánh hưởng

trục tiếp đến cuộc sống con người, v.v...

Phương pháp phân hủy sinh học sử dụng các tác nhân sinh học như vi sinh vật và

các chat có hoạt tính sinh học do vi sinh vật sàn sinh ra đã được sừ dụng kết hợp cùng
với các phương pháp vật lý, hóa học để xứ lý nước nhiễm dầu và đã cho kết quá khả
quan. Gan đây, các nhà khoa học đã đưa ra phương pháp sừ dụng màng sinh học

(Biofilm) đế xứ lý các hợp chất hữu cơ khó phân húy trong nước bị ô nhiễm dầu.

Màng sinh học là tập hợp các nhóm vi sinh vật trong đó các tế bào vi sinh vật được
gắn chung vào trong chat nền polymer có thành phần chủ yếu là polysaccharide và
protein do chúng tạo ra. Chính đặc điếm này giúp các tế bào vi sinh vật chống chịu

được với các điều kiện khắc nghiệt của môi trường như: sự suy giảm nguồn dinh
dưỡng và các yếu tố vật lý môi trường thay đối (sự thay đối về pH, nhiệt độ, sự thấm

thấu hay sự mất nước của tế bào, v.v...) từ đó làm tăng hiệu suất phân hủy các hợp
chất ô nhiễm khi xừ lý ngoài hiện trường.


Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu
khả năng phân hủy dầu diesel của màng sinh học do chủng vi khuẩn tạo thành

được phân lập từ mẫu đất và mẫu nưóc ô nhiễm dầu tại tỉnh Quãng Ngãi”.

Mục tiêu đề tài: Phân lập và tuyển chọn được chủng vi khuẩn có khá năng phân
hủy dầu diesel và có khâ năng tạo màng tốt nhất từ các chùng vi khuấn phân lập được
tại các mầu đất và mầu nước ô nhiễm dầu thu thập được tại tinh Quàng Ngãi.

Nội dung nghiên cứu:

- Làm giàu và phân lập các chủng vi khuấn có khả năng sử dụng dầu diesel.
- Khảo sát khá năng sứ dụng dau diesel của các chùng vi khuẩn phân lập được.

- Đánh giá khá năng tạo màng sinh học (biofilm) của các chúng vi khuân phân lập
được.

- Nghiên cứu một số đặc diêm sinh học của chùng vi khuẩn sử dụng dầu diesel và
tạo màng tốt nhất từ các chủng vi khuân đã phân lập được.

- Định tên chùng vi khuấn sử dụng dầu diesel và tạo màng tốt nhất từ các chùng vi
khuấn đã phân lập được dựa vào xác định trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA và xây
dựng cây phát sinh chúng loại.

- Nghiên cứu ánh hường cúa một số điều kiện hóa lý (pH, nhiệt độ, nguồn carbon,
nguồn nitrogen) đến sự hình thành màng sinh học của chúng vi khuẩn sử dụng dầu

diesel và tạo màng tốt nhất.
- Đánh giá khả năng phân hủy dầu diesel cùa màng sinh học do chủng vi khuấn sử
dụng dau diesel và tạo màng tốt nhất tạo thành tại điều kiện tối ưu.

2


PHẦN 1. TƠNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tình trạng ơ nhiễm dầu và hậu quả tác động của nó

1.1.1. Tình trạng ô nhiễm dầu trên thế giói và ỏ’ Việt Nam
❖

Trên thế giới
Theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng Quốc te (IEA), nhu cầu dầu mị tồn cầu

sẽ tăng nhanh trong năm 2015 [58], Do đó việc tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu mỏ

tại các vùng biến trên thế giới hiện nay đang được tiến hành mạnh mẽ đế cung cấp đú
nhu cầu sừ dụng của chúng ta. Việc sử dụng dầu mò làm nhiên liệu cho quá trinh vận

hành máy móc trong sàn suất, việc xuất khấu dầu mỏ đem lại năng suất hiệu quà kinh
tế và lợi nhuận rất lớn. Tuy nhiên, việc khai thác, báo quản, vận chuyến chúng vẫn còn

chưa tốt dần tới các sự cố tràn dầu gây thiệt hại lớn khơng chì về mặt kinh tế mà cịn
tác động xấu đen mơi trường. Trên thế giới đã và đang xảy ra những vụ tràn dầu, rò ri

dầu gây hậu quả nghiêm trọng như: Tai nạn dầu lớn nhất the giới xảy ra vào năm

1979. Trong chiến tranh Iran - Irac (1981-1987) có 314 cuộc tấn công vào tàu chờ

dầu. Đây là sự kiện tràn dầu lớn bất đầu vào tháng 3/1983, khi Irac tấn công vào 5 tàu
trở dầu tại bờ biển Nowmz, làm thiệt hại 3 quy trinh sàn xuất dầu tại bờ biến Nowmz,
đó là điều kiện tạo nên tràn dầu ở vùng Persian Gruff, ước tính khoảng 260.000 tấn

dầu. Ngày 20/4/2010, giàn khoan Deepwater Horizon nằm cách bờ biến Louisiana của
Mỹ 50 dặm đã đột ngột phát nố và chìm xuống biển, giết chết 11 cơng nhân và khiến
cho hàng trăm triệu lít dầu thơ tràn ra biến, trớ thành sự cố tràn dầu lớn nhất từ trước
tới nay. Khống nửa triệu tấn khí, 80% trong đó là khí methane, đã rò ri ra biến sau vụ
nồ gây ra một thảm họa sinh thái nghiêm trọng cho khu vực rộng hơn 1.500 km2, ảnh

hưởng tới việc kinh doanh của hàng loạt ngành kinh tế biền. Vụ tràn dầu ở vịnh Bột

Hải bắt đầu từ ngày 4/6/2011 tuy nhiên tới đau tháng 7, sự việc này mới được thông
báo rộng rãi. Trung Quốc đã phải sống trong thám họa tràn dầu lớn nhất lịch sừ. Hàng

trăm nghìn tấn dầu tràn trên biến Hồng Hải. Một diện tích khống 840 đến hơn 4.000
km2 đã bị ô nhiễm nặng do dầu tràn.

3


Những tác động của ô nhiễm dầu tới môi trường, kinh tế xã hội, sức khõe con
người, hệ sinh thái, v.v... cho thay việc can phải nồ lực hơn đe tim cách giãi quyết là

vẩn đề của toàn cầu.
❖

Ở Việt Nam

Việt Nam đang phải đối mặt với tình trạng ơ nhiễm môi trường biến và ngày càng

trờ nên nghiêm trọng do hậu quà cùa sức ép dân so, sức ép tăng trưởng kinh tế, khả
năng quản lý và sử dụng kém hiệu quá các nguồn tài nguyên biển. Hội đồng nghiên
cứu Quốc gia Hoa Kỳ (NRC) năm 2009 đưa ra con số uớc đốn rằng Việt Nam, hàng

năm có khoảng 3,2 triệu tấn dầu làm ô nhiễm biên từ các nguồn khác nhau. Các ngn

ơ nhiễm chính được ghi nhận là từ dầu, phụ gia và sự cố tràn dầu gây tốn thất không
nhỏ về mặt kinh tế và hệ sinh thái Việt Nam. Theo đánh giá của Viện Khoa học và Tài
nguyên Môi trường biên-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam: Từ năm 1989 đến

nay, vùng biển Việt Nam có khoảng 100 vụ tràn dầu do tai nạn tàu, các vụ tai nạn này
đều đố ra biển từ vài chục đến hàng trăm tấn dầu [56], Trong 2 năm 2006 và 2007 tại

ven biến các tinh miền Trung và miền Nam đã xáy ra một số sự cố tràn dầu không rõ
nguồn gốc, nhất là từ tháng 1 năm 2007 đen tháng 6 năm 2007, có rất nhiều vệt dầu
trôi dạt dọc bờ biến của 20 tỉnh từ đảo Bạch Long Vĩ xuống tới mũi Cà Mau. Trong sự

cố này, các cơ quan chức năng đã thu gom được 1720,9 tan dầu. Tháng 6/2009, tàu
Nhật Thuần đã chìm sâu xuống biến Vũng Tàu sau khi bùng cháy trong khống 2 giờ

liền. Theo Sở Tài ngun Mơi trường tinh Bà Rịa - Vũng Tàu, tại thời điếm xảy ra tai

nạn, trong tàu Nhật Thuần có chứa khống 1,795m3 dầu cặn và chất thài lẫn dầu [4],
1.1.2. Hậu quả của ô nhiễm dầu

Sự cố tràn dầu gày ô nhiễm môi trường biền, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ
sinh thái. Đặc biệt là hệ sinh thái rừng ngập mặn, cỏ biến, vùng triều bãi cát, đầm phá
và các rạn san hô. 0 nhiễm dầu làm giám khả năng chống đỡ, tính linh hoạt và khả
năng khơi phục của các hệ sinh thái. Hàm lượng dầu trong nước tăng cao, các màng

dầu làm giảm khá năng trao đồi oxy giữa không khí và nước, làm giảm oxy trong

nước, làm cán cân điều hịa oxy trong hệ sinh thái bị đáo lộn.
Ngồi ra, dầu chứa nhiều thành phần khác nhau, làm biến đổi, phá húy cấu trúc tế

bào sinh vật, có khi gây chết cà quần thế. Dầu thấm vào cát, bùn ờ ven biến có thế ănh
4


hưởng trong một thời gian rất dài. Đã có nhiều trường hợp các loài sinh vật chết hàng

loạt do tác động của sự cố tràn dầu.

Điều đáng báo động nữa là dầu lan trên biển và dạt vào bờ trong thời gian dài
không được thu gom sẽ làm suy giảm lượng cá thề sinh vật, gây thiệt hại cho ngành

khai thác và nuôi trồng thủy, hái sản. Dầu gây ô nhiễm môi trường nước làm cá chết
hàng loạt do thiếu oxy hòa tan. Dầu bám vào đất, kè đá, các bờ đào làm mất mỹ quan,

gây mùi khó chịu đẫn đến doanh thu cúa ngành du lịch cũng bị thiệt hại nặng nề. Nạn
tràn dầu còn làm ảnh hưởng đến hoạt động của các càng cá, cơ sở đóng mới và sửa
chữa tàu biển. Do dầu trơi nổi làm hóng máy móc, thiết bị khai thác tài nguyên và vận
chuyển đường thúy [57],

1.2. Các phưoTig pháp xử lý ô nhiễm dầu
1.2.1. Phuong pháp CO’học
Khi sự cố tràn dầu xây ra, phương pháp cơ học được xem là biện pháp xừ lý đầu

tiên giúp ngăn chặn, khống chế và thu gom nhanh chóng lượng dầu tràn. Một số biện
pháp được sư dụng phồ biến như: dùng phao ngăn dầu chuyên dụng, dùng tre nứa kết

thành phao ngăn nhằm quây gom, dồn dầu vào vị trí nhất định; thu gom bang cách

bơm, hút, vớt thủ công, chứa vào các phương tiện đơn giản, v.v...
1.2.2. Phuong pháp hóa học
Trong việc xử lý ơ nhiễm dầu, phân húy dầu là biện pháp bắt buộc khi không thế

tố chức thu hồi bằng biện pháp cơ học. Phương pháp được áp dụng là sừ dụng các chất
phân tán, các chất phá nhũ tương dầu-nước, chất keo tụ và hấp thụ dầu, v.v... Ưu điếm

ở đây là xử lý nhanh tuy nhiên lại không xử lý được triệt đế và gây ô nhiễm thứ cấp.
Việc sử dụng chất phân tán có thể gây tốn thất trên các hệ thực vật và động vật trên

biến và ven bờ. Do vậy chì nên sử dụng chất phân tán sau khi các phương phác xử lý
khác không đạt hiệu quá cao.
Trong sự cố tràn dầu, vi ti trọng cũa dầu nhở hơn nước, nền dầu sẽ nổi trên mặt
nước. Sự khuấy trộn tự nhiên của nước sẽ làm cho lượng dầu tràn phân tán xuống

dưới. Nhưng quy trình tự nhiên này mất một khoảng thời gian khá lâu đế dầu hồn
tồn biến mất khói bề mặt nước. Đe cho phàn ứng tự nhiên này được nhanh hơn người
ta thường sử dụng chất phân tán dầu. Những chất tăng độ phân tán với thành phần
5


chính là những chất hoạt động bề mặt. Nhưng chất hoạt động bề mặt là những hóa chất
đặc biệt bao gồm hydrophilic (phần ưa nước) và olephilic (phần ưa dầu).
Đầu ưa nước

. «—

Đầu kị nước

Hình 1.1. Sự hoạt động của chất phân tán [55]
Tác nhân phân tán hoạt động như một chất tấy rữa. những hóa chất này làm giảm

bót lực căng mặt phân cách giữa dầu và nước tạo ra những giọt dầu nhỏ tạo điều kiện

đẻ diễn ra việc phân húy sinh học và phân tán. Một số chất phân tán đã được thương
mại hóa trên thị trường như: Superdispersant-25 (công ty cố phần Việt Nam APTES);

Oil Slick Dispersant - 25 (Công ty cổ phan Công nghệ EMS Việt Nam), v.v...
1.2.3. Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học hiện nay là phương pháp xử lý dầu tràn có hiệu quả và an
tồn cho mơi trường nhất được sử dụng kế tiếp ngay sau các biện pháp ứng cứu nhanh,

ứng dụng công nghệ sinh học là công nghệ sứ dụng hệ thống sinh học mà chũ yếu là

các vi sinh vật tự nhiên đế khôi phục lại đất hoặc nước đã bị ô nhiễm bời các chất độc
hại đối với sức khỏe con người và môi trường sống. Việc xừ lý dầu tràn bàng ứng
dụng công nghệ phân húy sinh học đảm bào an tồn cho mơi trường hơn các công

nghệ khác, đặc biệt trong điều kiện sinh thái đa hệ, việc áp dụng công nghệ phân húy

sinh học làm sạch dầu cũng như làm sạch các chat độc hại khác đạt hiệu quả cao cả về
mặt công nghệ và về kinh tê.

Các thành phần hóa học có trong dầu mị thường rất khó phân hũy. Do đó, việc
ứng dụng các quá trinh sinh học đế xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điếm rất đặc biệt.

Cơng nghệ sinh học được ứng dụng trong vấn đề dầu tràn là việc sử dụng các vi sinh
vật (nấm men hay vi khuấn) đổ thúc đây sự suy thoái cùa hydrocarbon dầu mó. Đó là
một quá trinh tự nhiên do vi khuấn phân hủy dầu thành các chất khác. Các sàn phấm
6


có thể được tạo ra là co2, nước và các hợp chất đon gián mà không ảnh hưởng đến
môi trường.
1.3. Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước ô nhiễm dầu

1.3.1. Vi sinh vật có khả năng phân hủy dầu
Trong dầu mỏ chù yếu là các hợp chất hydrocarbon nên dề bị vi sinh vật phân

hủy trong điều kiện hiếu khí và kị khí. Có nhiều loại vi sinh vật có khá năng sứ dụng

hydrocarbon như nguồn carbon và năng lượng duy nhất [5, 8, 9], Trong tự nhiên các vi

sinh vật phân hủy dầu và các sản phấm từ dầu mỏ luôn tồn tại và phân bố rộng rãi
trong hệ sinh thái khác nhau chiếm khoảng dưới 1% tống số vi sinh vật dị dưỡng. Tuy
nhiên khi mơi trường bị ơ nhiễm dau số lượng các nhóm vi sinh vật này đều tăng
nhanh chóng và có thế lên tới 10% trong tống số vi sinh vật dị dường, thậm chí trong
một số trường hợp đặc biệt có thế lên tới 90% [18], Các nhà khoa học đã tim ra những

vi sinh vật có khà năng phân húy dầu mỏ bao gồm:
- Vi khuân: Achromobbacter, Aeromonas, Arthrobacter, Bacillus, Brevebacterium,

Flavobacterium, Lactobacillus, Leucothrix, Moraxella, Pseudomonas,...
- Xạ khuẩn: Streptomyces sp., Actinomyces sp.,...
- Nâm: AUescheria,

Botrytis,

Candida, Debaromyces,

Fusarium,

Hansenula,

Oidiodendrum, Penicillium, Rhodosporidium, Saccharomyces, Torulopsis,... [6, 8, 51]

Mỗi lồi vi sinh vật chì CĨ the phân hủy mạnh một hoặc một vài hydrocarbon khác
nhau có trong thành phần cùa dầu mò. Vỉ vậy, việc sừ dụng tập hợp các vi sinh vật sẽ

giúp cho quá trình phân hủy hydrocarbon xáy ra nhanh và triệt đế hơn.
1.3.2. Co’ chế phân hủy dầu diesel của vi sinh vật

Alkanc là thành phần chủ yếu trong dầu thô (khoảng 50%). Chúng có the được
phân loại gồm: alkane mạch thăng (n-alkane), mạch vịng (cyclo-alkane) và phân
nhánh (iso-alkane) và được tìm thay ớ ba trạng thái: khí (C1-C4), lóng (C5-C16) và

rắn (C17) [36].
Đe kích thích q trình phân húy cúa vi sinh vật người ta thường bồ sung vào môi

trường một so loại vi sinh vật phù hợp hoặc cung cấp dinh dưỡng (nitrogen,

phosphore...) cho vi sinh vật bản địa phát triển. Vi khuấn là nhóm vi sinh vật chính
7


tham gia phân húy dầu mỏ. Nhiều vi khuẩn đà được ghi nhận về khả năng sử dụng

hydrocarbon như nguồn carbon và nitrogen, chăng hạn như các chủng vi sinh vật thuộc

các chi: Arthrobacter, Acinetobacter,
Streptomyces, Bacillus, Acinetobacter,

Candida., Pseudomonas,

Rhodococcus,

Ngoài ra, một số lồi vi khuấn có khã

năng phân hủy cao các hydrocarbon, vì thế gọi là vi khuấn hydrocarbonoclastic.

Chúng đóng vai trị quan trọng trong việc loại bõ hydrocarbon từ mơi trường ô nhiễm
[31,50], Vi khuấn tham gia vào phân hủy hydrocarbon có trong dầu mị theo những

con đường rất khác nhau. Người ta phân chúng vào ba nhóm dựa trên cơ chế chuyển
hóa dầu cùa chúng như sau:
❖

Nhóm 1: Bao gồm những vi sinh vật phân giải các chất mạch hở như rượu, mạch

thẳng, như aldehyde ceton, acid hữu cơ.
❖

Nhóm 2: Bao gồm những vi sinh vật phân húy các chất hữu cơ có vịng thơm như

benzen, phenol, tolucn, xilcn.
❖

Nhóm 3: bao gồm những vi sinh vật phân hủy hydratcarbon dãy polymetyl,
Schneiker và cộng sự (2006) đã tim thấy một loại vi khuẩn biển Alcanivora

borkumensis có khá năng đồng hóa cã alkane thẳng và alkane phân nhánh, nhưng
khơng thể chuyển

hóa

các

hydrocarbon

thơm. Alcanivorax dieselolei,

g-

proteobacterium cũng là một vi khuẩn hydrocarbonoclastic, nó khơng thế đồng hóa
đường hoặc acid amin như các nguồn năng lượng và carbon nhưng nó có thế sứ dụng

một số acid hữu cơ và alkane. Acinetobacter đà được tìm thấy là chi có khả năng sử
dụng n-alkane chiều dài chuỗi C10-C40 như một nguồn carbon duy nhất [45,48],
Hexadecan có trong thành phần béo của dầu thô và là một trong những thành

phần chính của dầu diesel [24]. Sự phân hủy hexadecan đã được quan sát bời các loài

vi khuẩn, chẳng hạn như Pseudomonas putida. Rhodococcus erythropolis và Bacillus
thermoleovorans [15] và hai chủng vi khuân Flavobacterium sp. ATCC 39723 và
Arthrobacter sp. [46] alkane khơng tan trong nước. Khả năng hịa tan của alkane phụ

thuộc phần lớn vào trọng lượng phân tử. Phân tử lượng càng lớn, độ hòa tan càng giảm
[29], Các n- alkane có độ dài trung bình (C10-C24) dễ bị phân giải nhất. Các ankan có
mạch càng dài thì khã năng phân giải càng giám.

8


Hình 1.2. Q trình chuyển hóa alkane
(a)- Methane chuyển hóa thành methanol nhờ MMO; (b) - Butan chuyển hóa thành 1-

butanol nhờ BMO; (c)- octan chuyển hóa thành 1-octanol; (d)- Octane chuyến hóa

thành 2-octanol; (e) Farnesol chuyến hóa thành l-hydroxyfarnel
Các vi sinh vật phân giải được alkane là nhờ chúng tiết ra các enzyme xúc tác

cho quá trinh phân hùy alkane. Ayala và Torres (2004) đã chỉ ra sự tham gia cùa 3
enzyme quan trọng trong sự phân giãi alkane: Methane monooxygenase (MMO),

hydroxylase alkan (Alk) và Cytochrome P450 monooxygenase [19].
Sự phân húy hiếu khí alkane cần 02 như một chất bắt buộc trong q trình hơ

hấp. Q trinh oxy hóa của metan dẫn đen sự hình thành của methanol sau đó được
chuyền thành formaldehyde và acid formic. Hợp chat này có thế được chuyên đối sang

co2 hay đồng hóa cho sinh tồng họp các hợp chất hữu cơ khác hoặc bằng các con
đường monophosphate ribulose hoặc bàng con đường serine [38]. Sự phân húy hoàn

toàn hydrocarbon chú yếu xáy ra trong điều kiện hiếu khí (Hình 1.3) [44],

9


Hình 1.3. Quá trình phàn hủy hydrocarbon và sinh trưởng của vi sinh vật hiếu khí
Q trinh phân hủy hồn toàn các hydrocarbon chú yếu diễn ra trong điều kiện

hiếu khí và bao gồm một số bước như mơ tả ở hình 1.3. Đầu tiên các hydrocarbon tiếp
xúc với vi khuấn có khả năng phân hủy chúng. Quá trinh này bát đau từ hydrocarbon
khơng tan trong nước và địi hói có sự tham gia cùa chất hoạt động be mặt sinh học

được tạo ra bởi vi khuấn giúp các vi sinh vật có thể tiếp xúc trực tiếp với chất ô nhiễm.

Tiếp đó, các hydrocarbon sẽ được hoạt hóa và kết hợp của 02 dưới sự xúc tác bời
oxygenase và peroxidase. Sau đó các con đường chuyến đổi thành các hydrocarbon

thông qua chu trinh Krebs và việc sinh tổng hợp sinh khối tế bào từ các chất chuyển

hóa trung tâm là acetyl-CoA, succinate và pyruvate, đường cần thiết cho quá trình sinh
tổng hợp và cho sự tăng trướng của vi sinh vật đó.

Sự phân hủy cúa n-alkanc bắt đầu từ quá trinh oxy hóa của một nhóm methyl tạo
ra một rượu bậc một sau đó bị oxy hóa thành aldehyde tương ứng, cuối cùng chuyển
thành acid béo. Acid béo liên kết với CoA và nhờ oxy hóa tại vị trí p tạo ra acetyl-CoA

[49], Tuy nhiên, trong một số trường hợp, cà 2 đầu của phân tử alkane bị oxy hóa
thơng qua hydroxyl ở vị trí đầu và cuối của các nhóm methyl, làm cho một loại acid
10


bco hydroxy tiếp tục chuyển đồi thành một acid dicarboxylic nhờ oxy hóa tại vị trí p

[25]. Sân phẩm này tạo ra một rượu bậc hai được chuyển đối thành các xeton tương
ứng, và sau đó bị oxy hóa bởi một monooxygenase tạo ra một este. Các este bị thúy

phân bới một esterase, tạo ra rượu và acid béo. Cá 2 q trình oxy hóa này có thẻ cùng

tồn tại trong một so vi sinh vật.
CH.J - (CHj)n-C'H2-CHj
n-iílkiuie

(1)

(2)

X
CH3 - (CH,)n - CHj • CHjOH
Ruợubác 1

9n

CH.-tCHjJn-CH-CH,
Raợubậc2

NAD+ -J

NAD+

NADH

NAD11

o

ctli - (Cìl2)n - ciụ - CHO
Aldehyde

HịO
NADH

CH, - • CH • CH,
Methylacetone

NAD A Inn.

NADI1

HjO
o

Acctyl-CoA

Chuyển ho á trung gian

Hình 1.4. Con đường phân hủy hiếu khí cúa n-alkane

(1): Tan cơng vào vị trí carbon tận cùng; (2): Tấn cơng vào vị trí carbon thứ 2
11


Acremonium spp. oxy hóa ethanol bới monooxygenase phụ thuộc NADPH, sau đó
được oxy hóa thành acetaldehyde và acid acetic. Acetate được tạo thành đồng hóa
thành carbon tế bào thơng qua chu trình acid tricarboxylic ngược lại và bỏ qua

glyoxalatc. Tương tự như vậy, một số propan và butan cũng có khả năng tăng trưởng

về alkane mạch dài, chẳng hạn như n-dodecane và n-hexadecan.
1.4. Giói thiệu chung về màng sinh học (bioíilm)
1.4.1. Khái niệm màng sinh học (biofilm)

Biofilm là một tập hợp các vi sinh vật bám trên bề mặt của vật thế rắn hoặc bề mặt

chất lỏng tạo thành lớp màng bao phủ bề mặt đó. Phan lớn các vi sinh vật sinh trưởng

trên mơi trường bán lịng đều có khả năng tạo ra màng sinh học. Trong màng sinh học,
hệ vi sinh vật có khả năng chống chịu các điều kiện khắc nghiệt cùa môi trường tốt

hơn, hồ trợ trao đổi chất tốt hơn và hạn chế sự cạnh tranh của các vi sinh vật khác [40].
❖ Nhóm vi khuẩn tạo biofilm

Biofilm là cẩu trúc thường gặp trong tự nhiên, trên 90% vi khuẩn sống trong màng

sinh học như các váng trên mặt nước, cặn máy lọc, v.v... Đế có thế tồn tại trong điều
kiện khó khăn (thiếu dinh dưỡng, thay đối nhiệt độ, áp suất, v.v...) vi sinh vật bám lên

bề mặt, liên kết với các loài khác đế sống cộng sinh và tự bảo vệ mình.
Vi khuẩn bám vào bề mặt theo nhiều cách khác nhau. Một so vi khuấn tự bàn thân

đã có tính kết dính nhờ lipopolysaccharides ngoại bào cộng với những đặc tính cấu
trúc tế bào hỗ trợ cho việc di chuyển đến bề mặt là các phần phụ gốc protein như lông

nhung hoặc lông roi. Các vi khuấn khác chi tống hợp chất kết dính cần thiết khi có bề
mặt để chúng bám vào, điển hình như vi khn gây viêm đường hơ hap Pseudomonas

aeruginosa gặp một mặt kính, trong vịng 15 phút, nó sẽ kích hoạt ngay một hệ gene

cần để tổng họp polysaccharide, khi vi khuẩn đã bám vào bề mặt, chúng phân chia và
liên tục sán xuất nhiều polysaccharide đế tạo nên màng sinh học hồn chinh [21].
1.4.2. Sự hình thành, thành phần và cấu trúc của biofilm
❖

Sự hình thành màng sinh học

12


Hình 1.5. Quá trinh hình thành màng sinh học của vi sinh vật
Quá trình hình thành màng sinh học gồm 5 giai đoạn:

-

Giai đoạn 1 và 2: Các tế bào vi sinh vật dạng tự do được gắn trên 1 bề mặt bất kỳ và

liên kết với nhau thường được chia thành 2 giai đoạn là đảo ngược và không thế đào
ngược. Khi chưa có sự hình thành cầu polymer giữa các chất nền và EPS bài tiết bới

các vi sinh vật. Khi vi sinh vật sinh trướng, phát triến và có sự hình thành cầu polymer
giữa các chất nền và EPS bài tiết bởi các vi sinh vật sẽ tạo nên giai đoạn bám dính
khơng thể đào ngược được. Ớ giai đoạn này, chất nền được hình thành với số lượng
lớn từ các đại phân tử trong chất lỏng hoặc các vật liệu phù nhân tạo. Sau đó, các vi

sinh vật lơ lưng trong chất lỏng được vận chuyến đen bề mặt bằng cách khuếch tán đối

lưu hoặc tự vận động và tạo đọ bám dính yếu với bề mặt rắn. Các tế bào này sẽ có xu
hướng chuyến sang một trạng thái ổn định hơn với bề mặt với các chất ngoại bào được

tiết ra và bám dính trên đó. Q trình gắn các vi sinh vật đau tiên bị ánh hưởng rất
nhiều bởi các thuộc tính bề mặt như độ nhám, chất mang và tý lệ vi sinh vật được vận
chuycn đến bề mặt.

-

Giai đoạn 3: Các tế bào vi sinh vật bắt đầu phát triển, gắn chặt vào bề mặt chất mang

và liên kết với nhau tạo thành cụm tế bào

-

Giai đoạn 4: ơ giai đoạn phát triển, các tế bào bắt đầu gắn chặt với chất mang đồng

thời liên kết với nhau và tăng trướng. Giai đoạn này bị ánh hưởng bởi các yếu tố như

việc vận chuyến, khuếch tấn các chất dinh dường, lực cắt cùa dòng chày, tốc độ tăng

trưởng cùa vi sinh vật. Sau giai đoạn này, sự hỉnh thành màng sinh học cơ bán hoàn
13


tất. sự tăng trưởng cùa vi sinh vật sống trong màng phụ thuộc rất nhiều vào sự sẵn có
cùa chất dinh dưỡng. Vì vậy nồng độ chất dinh dưỡng và sự khuếch tán của nó đóng

một vai trị quan trọng trong sự hình thành màng sinh học.
-

Giai đoạn 5: Ờ giai đoạn này lượng vi sinh vật trong màng rất lớn, màng sinh học sẽ

đạt đến một độ dày nhất định, chất dinh dường dần cạn kiệt, các tết bào vi sinh vật bắt

đau phát tán ra môi trường bèn ngồi, gắn vào một vị trí khác cùa chất mang và lại tiếp
tục hình thành một màng sinh học mới.
❖

Thành phần và cấu trúc của màng sinh học

Một màng sinh học trong tự nhiên gồm hai thành phan chính: thành phần tế bào

(tập họp các tế bào của một hay nhiều lồi vi sinh vật khác nhau bám dính trên bề mặt
nhất định) và mạng lưới các hợp chất ngoại bào (esxtracellular polymeric subtances -

EPS) bao quanh các tế bào tạo nên cấu trúc đặc trưng cho màng sinh học. Trong đó,
khối lượng tế bào vi sinh vật chiếm 2-5% tồng khối lượng màng sinh học, 3-6% là

EPS và ion. còn lại là nước [17]. Một tế bào riêng lẻ có thể tạo ra vài thành phần ngoại

bào khác nhau tùy thuộc vào điều kiện mơi trường, đặc tính cùa từng lồi vi khuẩn
cũng như cách thức hình thành màng sinh học cúa chúng.
❖

Thành phần mạng lưới và các hợp chất ngoại bào (EPS)
Thành phần polymer ngoại bào rất đa dạng tùy loài vi sinh vật, dạng màng sinh

học và điều kiện hỉnh thành. Nhưng về cơ bàn đều bao gom các polysacchrides chiếm
khoảng 40-95%, protein là 1-60%, acid nucleic là 1-10%, 1-40% là lipid [27]. về cơ

bàn màng sinh học càng dày, thời gian tồn tại càng lâu thi hàm lượng EPS càng nhiều.

Mật độ tế bào tập trung cao nhất ở lóp đinh của màng sinh học và giâm dan theo độ

sâu nhưng thành phần EPS lại phong phú hơn ở phía trong màng sinh học. Thành phần
EPS trong hầu hết các màng sinh học cũng khác biệt so với những vi khuẩn ờ dạng

song tự do. Những thành phần chính được xem xét trong một màng sinh học bao gồm
polysaccharide, protein và DNA.
❖

Thành phan tế bào
Màng sinh học có thế được hình thành bởi tập họp các tế bào của một hoặc nhiều

loài vi sinh vật khác như vi nấm, vi tảo, xạ khuẩn, vi khuấn. Trong màng sinh học các

tế bào tập hợp thành các đơn vị cấu trúc là các vi khuẩn lạc. Thành phần này đóng vai
14


trị quan trọng trong q trình hình thành màng sinh học đặc biệt là giai đoạn đầu bởi
nó quy định đặc tính hình thành màng sinh học cho từng lồi vi sinh vật, đàm nhiệm

chức năng tiết các hợp chất ngoại bào cũng nhir có chứa các yếu tố phụ trợ tế bào như

lông roi, lông nhung hỗ trợ cho việc bám dính cúa các tế bào khác lên bề mặt giá thể.
❖

Cấu trúc màng sinh học

Cấu trúc màng sinh học có tố chức, đặc thù và phản ánh các chức năng nhất định
cùa màng sinh học. Trong màng sinh học có các kênh vận chuyến, qua đó cung cấp

nước, các chất dinh dưỡng cho vi sinh vật tồn tại trong chúng và đem chất thải đi [47],

Giữa các tế bào vi khuấn diễn ra sự trao đổi thông tin liên lạc đàm bão cho màng sinh
học được hình thành một cách chính xác. Màng sinh học có cấu trúc khơng đồng nhất,
bao gồm nhiều lớp vi khuẩn hiếu khí bên trên và nhiều lớp vi khuấn kỵ khí bên dưới.
Do các luồng nước chảy qua khuấy động nên các vi khuẩn kỵ khí và hiếu khí song

song tồn tại trong các hốc nhỏ phân bố khắp trong màng sinh học. Chiều dày cứa màng

sinh học thay đối từ một vài pin thậm chí đen vài cm tùy thuộc vào loài vi sinh vật,
tuồi màng sinh học, lượng dinh dưỡng và áp lực dịng chày [23, 35],

Hình 1.3: Ánh hiển vi điện tứ phóng đại 21.850 lần, hiến thị cấu trúc không gian cùa

một màng sinh học với mạng lưới ngoại bào xung quanh [53]
1.4.3. ủ ng dụng của màng sinh học

Thuật ngữ “biofilm” được biết đến từ năm 1978 và được mô tá đầu tiên bời
Costerton và cộng sự [26]. Và tới nay nó đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lình vực. Có nhiều bế phản ứng sừ dụng biofilm đế xừ lý lượng lớn thế tích

nước thái ơ nhiễm như bế phàn ứng tầng sơi (BFD), bế xừ lý kỵ khí (USB), bùn hạt kỵ
15