đề tài : " VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG " pdf

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 1









TIỂU LUẬN



VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 2
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
I CHU TRÌNH NITO 3
1 GIỚI THIỆU 3
2 VI SINH VẬT TRONG CHU TRÌNH NITO 4
2.1 SỰ CỐ ĐỊNH N ( NITROGEN FIXATION) 4
2.1.1 VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH NITO 5
2.1.2 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH NITƠ PHÂN TỬ: 7
2.2 SỰ ĐỒNG HÓA NITO ( ASSIMILATION) 7
2.3 SỰ KHOÁNG HÓA NITO ( AMMONIFICATION) 7
2.4 QUÁ TRÌNH NITRAT HÓA 8
2.4.1 KHỬ NITRAT HÓA ( DENITRIFICATION) 10
2.4.2VI SINH VẬT CÓ TRONG QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT HÓA 10
2.4.3 ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC. 12
2.4.4 TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI VÀO CHU TRÌNH NITO - Ngày nay con
người can thiệp rất mạnh vào chu trình Nitơ bằng cách sản xuất các loại phân đạm như ure
CO(NH
2
), amoni (NH

4
)
2
SO
2
, NH
4
Cl, NH
4
NO
3
Kết quả của việc sử dụng nhiều phân
đạm là tăng năng suất cây trồng nhưng hệ quả của nó để lại là gây ô nhiễm nước, đất, gây ô
nhiễm thức ăn cho bản thân con người qua hiện tượng tích lũy các loại đạm vô cơ trong
thực vật, động vật. 14
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 3
I CHU TRÌNH NITO
1 GIỚI THIỆU
- Khí nitơ chiếm 78% trong khí quyển. Tuy vậy nitơ thường tỏ ra thiếu
thốn đối vớicác sinh vật. Phân tử nitơ N2 gồm một cặp nguyên tử liên kết
cộng hoá trị rất bền vững.Năng lượng của liên kết 3 này khoảng 225 kcal/M,
muốn phá vỡ chúng cần phải có nhiệt độ cao khoảng 1000 – 1100
o
C, áp
suất 1000atm và các chất xúc tác khác.
- Chỉ có một ít sinh vật tiết ra enzym cần thiết để phân rã các phân tử ấy

mới có khả năng dùng nitơ ở dạng khí như thế, mọi sinh vật khác buộc phải
nhận N2 ở dạng đã được cố định trong các dạng hợp chất.
- Trong trường hợp của thực vật, ion nitrat NO
3
là dạng có ích nhất,
chúng cũng có thể sử dụng ion ammoniac NH
4
hay urea CO(NH
2
)
2
thay thế.
- Động vật và các cơ thể sống bậc cao khác thường cần nitơ ở dạng hợp
chất hữu cơ ví dụ như axit amin.


VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 4




2 VI SINH VẬT TRONG CHU TRÌNH NITO
- Trong chu trình nito vi sinh vật đóng vai trò quan trọng và được chia
làm 5 giai đoạn: cố định N, đồng hóa N, khoáng hóa N, nitrat hóa và khử
nitrat hóa.

2.1 SỰ CỐ ĐỊNH N ( NITROGEN FIXATION)
- Khả năng cố định đạm sẽ không thể nếu như không có mặt của các vi
sinh vật cố định đạm.
- Cây họ đậu, tảo lam cũng có khả năng cố định đạm. Đồng hành với
công việc này, các nhà khoa học chế tạo phân vi sinh vật cố định đạm cho
cây họ đậu (phân Nitragin) và cả cây hòa thảo mà đặc biệt là cây lúa (phân
Azogin).
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 5

2.1.1 VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH NITO
Vi khuẩn nốt sần:
- Vi khuẩn nốt sần: thuộc loại hiếu khí không tạo bào tử có thể đồng hóa
nhiều nguồn cacbon khác nhau, pH thích hợp: 6,5-9,5, nhiệt độ phát triển
thích hợp: 24-26
o
C.
- Phân loại vi khuẩn nốt sần có nhiều ý kiến chưa thống nhất:
+ Theo Todorovic chia vi khuẩn nốt sần ra 2 loài: Rhizibiomonas
leguminosarum và Rhizobacterum leguminosrum
+ Theo Bergli thì giống Rhizobiumbao gồm 6 loài vi khuẩn nốt sần:
Rh.leguminosarum, Rh.phaseoli, Rh.Trifolii, Rh.lupini, Rh.sapnicum,
Rh.meliloti.
- Cơ chế tạo thành nốt sần:
+ Vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào rễ cây họ đậu thông qua lông hút đôi
khi thông qua vết thương. Một số cây họ đậu tiết ra xung quanh rễ những
chất có tác dụng kích thích những vi khuẩn tương ứng với mình phát triển

mạnh hơn (để có thể nhiễm vào thực vật, vi khuẩn phải đạt mật độ tế bào
104/gam đất.
+ Vi khuẩn sau khi tiếp xúc với lông hút của thực vật, tạo thành dãy xâm
nhập đi dần vào bên trong của rễ và xâm nhập vào nhu mô kích thích tế bào
thực vật bị phân chia nhanh chóng thành tế bào mới.
+ Vi khuẩn đi vào tế bào chất và phân chia chuyển thành thể giả khuẩn.
Giả khuẩn không phân chia được nhưng phát triển mạnh tăng nhiều ribosom,
nốt sần xuát hiện.
+ Nốt sần thích hợp ở các điều kiện: Độ ẩm của đất: 60 - 70%; Độ thoáng
khí: càng nhiều càng tốt, điều này cho thấy rễ càng sâu lượng nốt sần càng
kém; pH thích hợp từ 4,6-8,0.
+ Phân đạm thường ức chế tạo thành nốt sần; Phân lân, kali có tác dụng
tích cực; Phân canxi, magiê và các muối khác cũng có tác dụng tốt đến quá
trình tạo thành nốt sần.
+ Chất dinh dưỡng cacbon như nước đường, rơm, rạ làm tăng khả năng
xâm nhập và khả năng cố định nitơ, ngược lại những vi sinh vật cho kháng
sinh sẽ gây ức chế vi khuẩn Rhizobium.
Vi khuẩn hiếu khí sống tự do thuộc giống Azotobacter và
Beiferinckia:
- Azotobacter: chủ yếu có 4 loài
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 6
+ Azotobacter chroocuccum: kích thước 3,1x2,0µ khi còn non có khả
năng di động, khi già có sắc tố màu nâu đến màu đỏ, không khuyếch tán vào
môi trường.
+ Azotobacter beijerincki: kích thước 3,1x2,0µ không di động, khi già có
sắc tố màu vàng đến màu nâu sáng, không khuyếch tán vào môi trường.

+ Azotobacter Vinelandi: kích thước 3,4x1,5µ có khả năng di động, sắc tố
màu vàng lục đến huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.
+ Azotobacter agilis: kích thước 3,3x2,8µ có khả năng di động, sắc tố
màu lục, huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.
Azotobacter làm tăng cường nguồn thức ăn cung cấp cho cây trồng, kích
thích khả năng tăng trưởng, nâng cao tỷ lệ nảy mầm và độ phát triển của
mầm (vì nó tiết ra môi trường thiamin, a.nicotinic, a.pantotenic, piridoxin,
biotin, ) và có khả năng tiết ra một số chất chống nấm.
Chế phẩm Azotobacterin là dịch Azotobacter cho hấp thụ trong than bùn
(hoặc các loại đất giàu hữu cơ đã trung hòa và bổ sung photpho, kali).
- Beiferinckia: là loài hiếu khí, cố định nitơ giống Azotobacter nhưng có
khả năng chịu chua cao hơn. Gồm có 3 nhóm:
+ B.Indica: kích thước tế bào 0,5-1,5 x 1,7-3,0µ có khả năng di động hoặc
không di động, khi già có sắc tố màu đỏ đến màu nâu, có tốc độ cố định nitơ
nhanh
+ B.fluminensis: kích thước tế bào 1,1-1,5 x 3,0-3,5µ có khả năng di động,
sắc tố màu nâu tối, tốc độ cố định nitơ chậm.
+ B.derxii: kích thước tế bào 1,5-2,0 x 3,5-4,5µ không di động, sắc tố màu
lục huỳnh quang.
Vi khuẩn kỵ khí sống tự do thuộc Clostridium:
- Loài được nghiên cứu nhiều nhất là Clostridium pasteriaum.
- Ngoài ra còn có các loài Clostridium khác như Cl.butylicum, Cl.
Bacterinkin, Cl. Aceticum,
- Kích thước tế bào 2,5-7,5 x 0,7-1,3µ có thể riêng rẽ hoặc xếp đôi hoặc
thành chuỗi ngắn.
- Có khả năng di động khi còn non, có khả năng tạo bào tử, bào tử có kích
thước lớn hơn tế bào và có thể nằm ở đầu hoặc ở giữa tế bào.
Tảo lam sống tự do và tảo lam cộng sinh trong bèo hoa dâu:
- Hiện nay đã phát hiện nhiều loài tảo lam sống tự do trong đất và trong
nước có khả năng cố định nitơ.

- Có một số sống cộng sinh với thực vật, trong đó đáng chú ý nhất là tảo
cộng sinh trong bèo hoa dâu (tảo này có tên là Asiabaena azollae).
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 7
- Đa số các loài tảo phát triển tốt trong môi trường trung tính hoặc kiềm,
hiếu khí, thích hợp ở nhiệt độ 28-30
o
C, cần khí CO
2


2.1.2 CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH NITƠ PHÂN TỬ:
- Quá trình cố định nitơ phân tử theo 2 hướng cơ bản: Con đường khử và
con đường oxy hoá.
- Con đường khử theo chuỗi biến hoá:
N2 → HN=NH → H2N-NH2 → NH3 → NH4OH
Con đường oxy hoá:
N2 → N2O → (HNO)2 → NH4OH
Qua 2 hướng đó, người ta thu được kết quả sau:
- Nếu nồng độ Oxy nhiều sẽ ức chế quá trình cố định nitơ phân tử.
- Hiệu suất cố định nitơ phân tử của những vi sinh vật kỵ khí thường cao
hơn những vi sinh vật hiếu khí.
- Tìm thấy hợp chất loại khử khi nuôi các vi sinh vật cố đinh nitơ phân tử.
Qua đó cho thấy con đường khử có nhiều khả năng xảy ra hơn.

2.2 SỰ ĐỒNG HÓA NITO ( ASSIMILATION)
- Các vi khuẩn dị dưỡng và tự dưỡng sử dụng nitrat hóa và đồng hóa nó

thành amon.
- Trong các công trình xử lý nước thải sự đồng hóa chịu trách nhiệm loại
bỏ nito.
- Các tế bào thực vậy và tế bào tảo thích xử dụng nito ở dạng amon.
-Trong đất, các phân bón ở dạng amon được ưu thích hơn là phân bón
nitrat. Tế bào sẻ chuyển hóa nitrat hoạc amon thành protein thành yếu tố giới
hạn.

2.3 SỰ KHOÁNG HÓA NITO ( AMMONIFICATION)
- Sự khoáng hóa nito là sự chuyển hóa các hợp chất nito hữu cơ thành các
dạng vô cơ.
- Sau khi các sinh vật chết, vi sinh vật phân giải protein và nitơ hữu cơ
chuyển thành nitơ khoáng.
-Trong đất, chất hữu cơ trước hết được biến thành mùn và một phần sẽ
thành các dạng amoni hay nitrit.
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 8
- Thoạt đầu, amoni thành nitrit dưới tác động của các vi khuẩn hiếu khí
Nitrosomonas, sau đó, qua một quá trình oxi hoá nữa, các nitrit chuyển
thành nitrat do các vi khuẩn hiếu khí Nitrobacter.
- Nitơ dưới dạng nitrat là giai đoạn cuối cùng của quá trình khoáng hoá
nitơ hữu cơ trong đất, là dạng thích hợp nhất cho cây trồng. Nitrat dễ hoà tan
trong nước nên dễ bị rửa trôi, nhất là trong mùa mưa lớn.
- Sự khoáng hoá nitơ, sự mất nitơ do rửa trôi và thực vật hấp thụ nitơ dưới
dạng nitrat và hiện tượng khử nitơ NH
4
→ NO

3
→ NO
2
→ NO → N
2
sẽ làm
nghèo dự trữ nitơ trong đất và ruộng lúa nếu không có sự bù lại. Trong trồng
trọt thâm canh, phải cung cấp đủ nitơ cho cây trồng bằng các loại phân bón
để đạt năng suất cao.
- Quá trình này được thực hiện bởi rất nhiều loại vi sinh vật: vi khuẩn, xạ
khuẩn, nấm…

2.4 QUÁ TRÌNH NITRAT HÓA
- Quá trình nitrat hóa là quá trình oxy hóa sinh hóa nitơ của các muối
amon, đầu tiên thành nitrit và sau đó thành nitrat dưới tác dụng của vi sinh
vật hiếu khí trong điều kiện thích ứng (có oxy và nhiệt độ trên 4
o
C).
- Hầu hết các vi khuẩn nitrate hóa là các loại vi khuẩn tự dưỡng, thuộc họ
Nitrobacteraceae, lấy năng lượng trực tiếp từ quá trình chuyển hóa hóa học
NH
3
thành NO
3
-
hoặc từ NO
2
-
thành NO
3

-
. Những vi khuẩn này sử dụng CO
2

làm nguồn carbon chính và cần oxy để sinh trưởng.
- Những vi khuẩn có ích này thường là vi khuẩn Gram dương (Gram +),
do đó bạn nên thận trọng khi sử dụng các thuốc tiêu diệt vi khuẩn Gram +
như Erythromycin (Maracyn), Ampicillin, hay Penicillin.
- Sự nitat hóa là sự chuyển hóa amon thành nitrat bởi hoạt động của vi
sinh vật.
- Vi sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa gồm có 2 nhóm:
 Vi khuẩn nitrit ( Nitrosomonas): oxy hóa amoniac thành nitrit hoàn
thành giai đoạn thứ nhất.
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 9
 Vi khuẩn nitrat ( Nitrobacter ): oxy hóa nitrit thành nitrat, hoàn thành
giai đoạn thứ hai.


Vi khuẩn nitrosomonas


Nitrobacter

- Các phản ứng được biễu diễn qua các phương trình sau:
2NH
3

+ 3O
2

nitrosomonas
2HNO
2
+ 2H
2
O (1)
2HNO
2
+ O
2

nitrobacter
2HNO
3
(2)
hoặc:
(NH
4
)
2
CO
3
+ 3O
2
= 2HNO
2
+ CO

2
+ 3H
2
O (1)
2HNO
2
+ O
2
= 2 HNO
3
(2)
- Ở phương trình (1) + (2) : cứ 214 = 28g N cần 816 = 128g ôxy. 1g N
cần 128/28 = 4,57g ôxy.
- Trong quá trình khử nitrat của nitrit (N
2
O
5
) thường phóng ít O2 hơn vì
một phần O
2
cần để tạo ra CO
2
+ H
2
O. Tức là 2 nguyên tử N giải phóng 3
nguyên tử ôxy : từ (N2O5) 1 g N giải phóng được (16 5)/ (14 2) = 2,85 g
ôxy.
- Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn
hai.

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 10
- Bằng thực nghiệm người ta đã chứng minh rằng lượng oxy tiêu hao để
oxy hóa 1mg nitơ của muối amon ở giai đoạn tạo nitrit là 343 mg O
2
, còn ở
giai đoạn tạo nitrat là 4,5 mg O
2
. Vì thế tốc độ tăng trưởng của Nitrobacter
cao hơn Nitromonas, do đó giai đoạn tốc độ giới hạn trong quá trình nitrat
hóa là sự chuyển hóa amon thành nitrit bởi Nitrosomonas.
- Sự có mặt của nitrat trong nước thải phản ánh mức độ khoáng hóa hoàn
thành các chất bẩn hữu cơ.
- Trước tiên nó phản ánh mức độ khoáng hóa các chất hữu cơ. Nhưng
quan trọng hơn là quá trình nitrat hóa tích lũy được một lượng oxy dự trữ có
thể dùng để oxy hóa các chất hữu cơ không chứa nitơ khi lượng oxy tự do
(lượng oxy hòa tan) đã tiêu hao hoàn toàn cho quá trình đó.
2.4.1 KHỬ NITRAT HÓA ( DENITRIFICATION)
- Quá trình khử nitrat là quá trình tách oxy khỏi nitrit, nitrat dưới tác dụng
của các vi khuẩn yếm khí (vi khuẩn khử nitrat). Oxy được tách ra từ nitrit và
nitrat được dùng lại để oxy hóa các chất hữu cơ. Lượng oxy được giải phóng
trong quá trình khử nitrit N
2
O
3
là 2,85 mg oxy/1mg nitơ. Nitơ được tách ra ở
dạng khí sẽ bay vào khí quyển.

2.4.2VI SINH VẬT CÓ TRONG QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT HÓA

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 11


Pseudonomonas


Bacillus


Spirillum


Hyphomicrobium

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 12

Agrobacterium


Acinetobacter

2.4.3 ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC.

- Trong nước mặt cũng như nước ngầm nitơ vô cơ tồn tại ở 3 dạng
chính là: ion amoni ( NH
4
+
), nitrit ( NO
2
-
) và nitrat ( NO
3
-
). Dưới tác
động của nhiều yếu tố hóa lý và do hoạt động của một số sinh vật các dạng
nitơ này chuyển hóa lẫn nhau, tích tụ lại trong nước ăn và có độc tính đối
với con người.
- Nếu sử dụng nước có NO
2
-

với hàm lượng vượt mức cho phép kéo
dài, trẻ em và phụ nữ có thai có thể mắc bệnh xanh da vì chất độc này cạnh
tranh với hồng cầu để lấy oxy.
- Người ta có chứng minh được rằng dẫn xuất hữu cơ từ NO2- như
nitrosamin có thể gây bệnh ung thư, bởi vậy theo Quyết định số 505 ngày
13.4.1992 của Bộ Y tế thì hàm lượng các chất trên không vượt quá đối với
NH
4
+
: nước mặt là 0, nước ngầm là 3mg/l (cũng có quy định chung là
0,05mg/l; đối với NO
2
-
là 0, đối với NO
3
-
là 10mg/l).
- Dưới đây ta sẽ xem các biện pháp khử các hợp chất trên trong cung
cấp nước sạch phục vụ sinh hoạt, ăn uống.
Phương pháp khử Ammonium NH
4
+
:
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 13
- Có thể khử NH
4

+
ra khỏi nước bằng phương pháp hóa lý hoặc phương
pháp sinh học.
Phương pháp hóa lý:
- Khi nồng độ ion NH
4
+
trong nước cao hơn tiêu chuẩn cho phép có thể
khử bằng cách nâng pH của nước lên > 7, làm thoáng cưỡng bức bằng
không khí với tỉ lệ >=103 khi cho 1m
3
nước, hỗn hợp khí nước có thể đi
cùng chiều hoặc ngược chiều qua lớp vật liệu tiếp xúc dạng hạt chiều dày
>= 1m, cường độ tưới 5- 10m
3
/m
2
.h.ion, NH
4
+
được khử ra khỏi nước dưới
dạng khí amoniăc NH
3
. Lượng dư < 1mg/l NH
4
+
có thể khử bằng clo kết
hợp với quá trình xử lý nước thành Cloramonic.

HClO + NH

3
= NH
2
Cl+ H
2
O

- Cloramonic có tác dụng kéo dài thời gian tiệt trùng.
Phương pháp sinh học:
- Do quá trình hoạt động vi khuẩn Nitrosomonas oxy hóa

NH
4
+
thành
NO
2
thành

NH
3
-
và vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa NO2- thành NO3 Tổng
hợp quá trình diễn ra theo phương trình:
NH
4
+
+ 2O
2
> NO

3
-
+ 2H
+
+ H
2
O
Các điều kiện cần thiết như sau:
- Cấp đủ lượng Oxy để oxy hóa NH
4
+
thành NO
3
-

- Có sẵn hoặc cấp thêm phốtpho tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển.
- pH tốt nhất <7,5.
- Nhiệt độ môi trường luôn <10
0
C.
- Vật liệu tiếp xúc thường chọn dạng hạt trong các bể lọc.
- Không có các chất độc hại ( kim loại nặng, thuốc sát trùng )


- Khi lọc nước qua bể lọc sinh học để khử NH
4
+
thì cỡ hạt vật liệu, chiều
nước chảy cùng chiều hay ngược chiều với khí cấp để lấy oxy có ảnh
hưởng đến cường độ khử NH

4
+
trong bể lọc tức là tốc độ lọc.
Phương pháp khử Nitrat NO3-:
- Trong các phương pháp khử NO
2
-
đều dễ chuyển thành NO
3
-
.
Hàm lượng cho phép của NO
3
-

trong nước ăn uống theo các tiêu chuẩn Việt
Nam là 10mg/l.
Phương pháp hóa lý:
- Để khử nitrat dùng lọc thẩm thấu ngược, điện phân, trao đổi ion trong
các bể lọc ionit. Điều kiện áp dụng các phương pháp trao đổi ion:
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 14
- Nước có hàm lượng cặn <1mg/l.
- Tổng hàm lượng NO
3
-
,

NO
4
2-
, HCO
3
-
, Cl
-
có sẵn trong nước phải nhỏ
hơn Cl- lớn nhất cho phép có trong nước ăn uống. Vì khi lọc qua bể lọc
anionit có các ion SO
4
2-
, HCO
3
-
, NO
3
-
được giữ lại, thay thế bằng ion Cl
-

khi hoàn nguyên bể lọc anionit bằng dung dịch muối ăn.
Phương pháp sinh học:
- Quá trình sinh học khử Nitrat thành Nitơ: NO
3
> N
2
- Diễn ra trong môi trường yếm khí, NO
3

-
đóng vai trò nhận electron.
- Trong thực tế có thể gọi là quá trình thiếu oxy (anocixprocess) tức
không cấp oxy từ ngoài vào. Vi khuẩn thu năng lượng để tăng trưởng từ
quá trình chuyển NO
3
-
thành khí N
2
.
- Nếu môi trường dinh dưỡng thiếu carbon thì phải thêm ví dụ metanol
CH
3
để vi khuẩn thu nhận làm nguồn tổng hợp thành tế bào.
- Quá trình khử NO
3
-
có thể mô tả bằng phản ứng sau:
NO
3
-
+ 1,183 CH
3
OH + 0,273 HCO
3
> 0,091 C
3
H
7
O

2
N + 0,45N
2
+ 1,82
H
2
O + HCO
3
-
- Tức là khi khử 1mg NO
3
-
thành khí N
2
cần 2,7mg CH
3
OH để tạo ra
0,74mg tế bào mới và 3,57mg kiềm tính theo CaCO
3
.
Người ta cũng tính được cứ 1mg/l NO
3
-
chuyển thành khí N
2
cần lấy đi
2,86mg/l oxy. Lượng oxy này có thể tận dụng 50% cấp cho quá trình Nitrat
hóa.

2.4.4 TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI VÀO CHU TRÌNH NITO

- Ngày nay con người can thiệp rất mạnh vào chu trình Nitơ bằng cách
sản xuất các loại phân đạm như ure CO(NH
2
), amoni (NH
4
)
2
SO
2
, NH
4
Cl,
NH
4
NO
3
Kết quả của việc sử dụng nhiều phân đạm là tăng năng suất
cây trồng nhưng hệ quả của nó để lại là gây ô nhiễm nước, đất, gây ô
nhiễm thức ăn cho bản thân con người qua hiện tượng tích lũy các loại
đạm vô cơ trong thực vật, động vật.
- Nguyên nhân của việc lượng Nitơ tăng quá cao (thừa Nitơ)

- Sự khởi đầu của cuộc cách mạng công nghiệp đã báo trước một sự thay
đổi nghiêm trọng làm ảnh hưởng lớn đến sự cân bằng Nitơ.
- Việc đốt cháy những nguyên liệu dưới lòng đất như than đá, dầu mỏ với
qui mô lớn đã giải phóng những lượng lớn Nitơ oxit (bao gồm cả đinitơ oxit
hay N
2
O).
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

Trang 15
- Điều này trở nên nghiêm trọng hơn khi Thế chiến I diễn ra, với sự phát
triển của quá trình Haber-Bosch (quá trình điều chế NH
3
từ khí N
2
mà không
có sự tham gia của vi khuẩn cố định đạm nói trên).
- Lượng khí ammonia được sản xuất trở thành một nguồn tài nguyên
đáng kể và được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất những thứ phân bón rẻ
tiền cho hoa màu.
- Việc đốt rừng làm rẫy cũng như sản xuất nylon cũng góp phần đáng kể
vào sự gia tăng lương Nitơ. Tuy nhiên, tầm quan trọng của nông nghiệp trên
thế giới khiến chúng ta phân vân về việc có nên dừng điều chế Nitơ nhân tạo
hay không? Tại sao chúng ta lại muốn quay trở lại giới hạn tự nhiên của chu
trình Nitơ?
Tại sao chúng ta cần phải lo lắng?

- Có hai đối tượng chính chịu ảnh hưởng xấu của các hợp chất của N:
môi trường và sức khoẻ con người. Khi khí đinitơ oxit (N
2
O) lên đến tầng
bình lưu và phá huỷ tầng ozone, dẫn đến sự gia tăng lượng bức xạ cực tím,
gây ung thư da và đục thuỷ tinh thể.
- Khi N
2
O ở gần mặt đất nó có thể tạo thành ozone, từ đó tạo thành

sương mù vào những ngày nắng nóng và không có gió. Sương mù đó gây ra
các bệnh đường hô hấp, phá hoại buồng phổi, tăng nguy cơ ung thư cũng
như làm giảm sức đề kháng của con người.
- Nitơ oxit cũng hòa tan hơi nước trong không khí và tạo thành mưa
acid, bào mòn đá, các vật dụng bằng kim loại cũng như nhà cửa.
- Năm 1967 một cây cầu trên sông Ohio bị sập do mưa acid, khiến 46
người chết. Không chỉ thế, ngay đến con người, thực vật (bao gồm cả cây
trồng của chúng ta) cũng gặp nguy hiểm. Mối liên hệ giữa mưa acid, bệnh
Alzheimer và các vấn đề về não bộ đã được nhiều nhà khoa học lưu ý.
- Việc lạm dụng phân bón hoa màu cũng như các hợp chất của nitơ để
nuôi gia súc đã dẫn đến một lượng lớn nitơ chảy vào trong các ao hồ. Hậu
quả là tảo phát triển mạnh ngoài sự kiểm soát nhờ vào “dòng lũ” Nitơ này,
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG



Trang 16
lấy hết nguồn oxy trong nước và lấp đi ánh sáng mặt trời, làm tôm cá chết
ngạt và ngăn cản quá trình quang hợp ở các thực vật sống dưới nước.
- Đáng lo ngại là lượng Nitơ ở hồ tại Na uy đã tăng lên gấp đôi trong 10
năm qua và ở Bắc Âu người ta đang thải ra lượng nitơ với tốc độ gấp 100 lần
tự nhiên. Trong tương lai những cái hồ này xem ra vô cùng u ám.
- Quay trở lại với đất, lượng nitơ trong đất tăng cũng khiến một số loài
thực vật có thể thắng thế hơn so với số còn lại. Sự “phục vụ” này có thể giúp
chúng lợi dụng số Nitơ thừa để phát triển một cách nhanh chóng, và điều
này hiển nhiên số phận của những loài khác sẽ trở nên tăm tối vì mất đi
nhiều nguồn tài nguyên.
- Các loài thực vật khác dần dần biến mất (tuyệt chủng), ảnh hưởng đến
các loài động vật, côn trùng, chim muông ăn các loài này để sống. Đây chính
là hiện tượng đã khiến cho nhiều khu rừng ở Hà Lan trở nên khan hiếm các

chủng loại động thực vật.
- Cuối cùng, nitơ oxit cũng gây ra hiện tượng trái đất nóng dần lên. Dù
nồng độ nitơ oxit trong không khí ít hơn đáng kể so với nồng độ CO
2
, mối
nguy hại tiềm tàng do chúng gây ra làm ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và môi
trường lại nhiều gấp 300 lần.