Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 9: Ảnh hưởng của peptpone đối tới khả năng sinh B.subtilis ATCC 6330...............54
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
1
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Bảng 9: Ảnh hưởng của peptpone đối tới khả năng sinh B.subtilis ATCC 6330...............54
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
2
DANH MỤC ẢNH THÍ NGHIỆM
Bảng 9: Ảnh hưởng của peptpone đối tới khả năng sinh B.subtilis ATCC 6330...............54
MỞ ĐẦU :
Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước chuyển biến rõ rệt,
đặc biệt là từ khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO (2007). Cùng
với sự phát triển đó, nuôi trồng thủy hản sản cũng có những bước vượt bậc, hiện được
coi là ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế nước nhà. Theo thống kê
sản lượng nuôi trồng thủy sản năm 2010 đạt trên 2,8 triệu tấn, tăng hơn 160 nghìn tấn
so với năm 2009 (tăng 9%); tổng sản lượng thuỷ sản cả khai thác và nuôi trồng năm
2010 đạt hơn 5,1 triệu tấn, tăng gần 3% so với kế hoạch được giao. Kim ngạch xuất
khẩu của toàn ngành đạt ước đạt 4,7 tỉ USD, tăng hơn 6%.( theo Bộ thủy sản Việt
Nam)
Để đạt được mục tiêu trên, quy hoạch phát triển ngành thủy sản đã có những bước
thay đổi cơ bản trong cơ cấu chuyển từ đánh bắt thuần túy sang cơ cấu vừa nuôi trồng
vừa đánh bắt. Đối với phương thức nuôi trồng thủy sản thực sự phát triển với quy mô
lớn trên toàn quốc, chủ yếu tập trung vào nuôi cá basa, cua, tôm,… Đặc biệt trong
nuôi trồng thủy sản nước lợ, nước mặn mà đối tượng chính là con tôm sú đang được
quan tâm nhiều nhất. Nuôi tôm thương phẩm mang lại hiệu quả rất cao, tạo công ăn
việc làm cho dân cư vùng duyên hải, tận dụng vùng diện tích ven biển bị nhiễm mặn,
quan trọng và ý nghĩa hơn ở chỗ tôm sú là đối tượng xuất khẩu mang lại nhiều ngoại
tệ.

Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
3
Nhiều năm trở lại đây, nghề nuôi tôm sú thương phẩm phát triển mạnh. Hiện nay cả
nước có hơn 500.000 ha diện tích nuôi tôm, trải dài dọc theo ven biển từ Quảng Ninh
đến Kiên Giang. Do việc phát triển diện tích nuôi quá nhanh, kinh nghiệm của người
nuôi tôm còn hạn chế, sự tiếp nhận khoa học kĩ thuật vào nghề nuôi tôm còn chậm,
người nuôi chưa theo kịp như kĩ thuật chọn con giống, chăm sóc, cho ăn, phòng ngừa
bệnh, quản lý môi trường ao nuôi và lựa chọn các sản phẩm, sử dụng cho nghề nuôi
còn nhiều hạn chế và thiếu sót.
Mặt khác, ở hầu hết các tỉnh trong cả nước tôm sú được nuôi dưới hai hình thức nuôi
bán thâm canh hoặc thâm canh. Việc nuôi thâm canh càng phát triển thì môi trường
ao nuôi lẫn các khu vực lân cận càng bị ô nhiễm. Bởi vì tất cả các hệ thống dùng cho
việc nuôi tôm đều có khả năng gây ô nhiễm môi trường như thức ăn, chất thải hữu
cơ do quá trình bài tiết và lột xác định kì của tôm,… Những chất cặn bã này tích tụ và
lắng đọng lâu ngày gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ
sinh thái, đặc biệt ảnh hưởng tới sự phát triển và tăng trưởng của vật nuôi. Đây cũng
là nguyên nhân gây dịch bệnh cho tôm. Để ngăn ngừa nguy ngừa nguy cơ này thì biện
pháp thường được sử dụng hiện nay là dùng vôi bột hoặc một số hóa chất vệ sinh ao
nuôi trước khi thả giống. Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm thường phát sinh trong quá trình
nuôi. Mặt khác, đối với các trại giống thì việc sử dụng hóa chất để đối phó với tình
trạng ô nhiễm không được phép, do vậy khó mà đảm bảo con giống sạch bệnh. Chính
vì vậy, cho dù diện tích ao nuôi tôm tăng nhanh trong nhiều năm trở lại đây nhưng
sản lượng tăng không nhiều. Đây chính là những thách thức và vấn đề đáng quan tâm
của lĩnh vực nuôi tôm thâm canh va nuôi tôm công nghiệp.
Một vấn đề nữa đáng đề cập đến ở đây là: ngày nay, các chế phẩm từ các vi sinh vật
có hoạt tính enzyme ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công
nghiệp và chế biến thực phẩm. Mười năm trở lại đây, thị trường này gia tăng không
ngừng và đang trở thành ngành công nghiệp phát triển ở các nước trên thế giới. Vì thế
giải pháp hiệu quả và an toàn được lựa chọn hiện nay là sử dụng chế phẩm sinh học ở
các dạng khác nhau( dạng bột, dịch) trong nuôi trồng thủy sản để làm giảm ô nhiễm

ao nuôi, tăng khả năng phòng chống bệnh và kích thích vật nuôi sinh trưởng tốt.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
4
Trong đề tài này chủ yếu đề cập đến việc sử dụng các vi khuẩn Bacillus trong chế
phẩm Probiotic cho tôm. Các vi khuẩn Bacillus đặc biệt là các chủng thuộc loài
Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis là các chủng có khả năng tham gia vào hệ
vi sinh vật đường ruột của tôm, cạnh tranh vị trí bám dính , cạnh tranh thức ăn, đặc
biệt có thể sản sinh ra các hợp chất ức chế như bactabacteriocins, sideropheres, hydro
peroxit… ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật có hại giúp tôm tăng trưởng tốt và
chống chịu với bệnh tật. Mặt khác các vi khuẩn này tăng cường chức năng miễn dịch
cho tôm, giảm nguy cơ mắc bệnh ở tôm. Ngoài ra khi các vi khuẩn này tồn tại trong
thức ăn thì chúng có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong thức ăn thừa, góp
phần làm sạch môi trường nuôi tôm. Khi môi trường nước nuôi không bị ô nhiễm bởi
thức ăn thừa thì cải thiện điều kiện sống của con tôm. Khi bổ sung các chế phẩm sinh
học này vào thức ăn của tôm giúp tôm tăng khả năng sinh trưởng, tăng khả năng
chống chịu bệnh tật, làm sạch môi trường nước nuôi tôm đồng thời làm giảm đáng kể
lượng kháng sinh và hóa chất sử dụng trong nuôi tôm, góp phần làm giảm nguy cơ
gây ô nhiễm môi trường.
Hiện nay ở Việt Nam có hàng trăm loại chế phẩm xử lý môi trường nuôi tôm cá với
nhiều nhãn hiệu khác nhau được nhập khẩu cũng như sản xuất trong nước. Tuy nhiên
các chế phẩm nước ngoài hiệu quả nhưng quá đắt, còn các chế phẩm trong nước lại
hạn chế do chủng giống không giữ được hoạt tính ban đầu.
Trước những khó khăn chung người nuôi đang gặp phải và với mong muốn góp
phần nhỏ bé của mình vào việc giải quyết những vướng mắc trên, tôi tiến hành nghiên
cứu đề tài: “Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus
ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm ”.
Mục đích của đề tài là : tìm điều kiện tối ưu nhất ( nhiệt độ, pH, dinh dưỡng…) để
lượng sinh khối thu được là lớn nhất làm cơ sở cho việc phối trộn với chất mang tạo
ra chế phẩm sinh học hiệu quả.
Nội dung nghiên cứu gồm các vấn đề sau:

1. Kiểm tra hoạt tính enzyme các chủng Bacillus
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
5
2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các
chủng Bacillus tác động đến việc thu sinh khối
3. Sử dụng lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và phần mềm tối ưu hóa
Desgin Expert 8.0 lập ma trận thực nghiệm và tiến hành tối ưu hóa điều
kiện thu sinh khối của các chủng Bacillus
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
6
PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
I- TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
1. Lịch sử phát triển nghề nuôi trồng thủy hải sản trên thế giới
1.1. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới
Lịch sử của nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới đã được bắt đầu từ
khoảng
500 năm trước công nguyên tại Trung Quốc với loài cá được nuôi đầu tiên là cá chép
(Cyprinus carpio). Hình thức sơ khai là thu cá giống từ sông để ương nuôi trong ao
vùng nước ngọt. Nghề nuôi cá chép sau đó được lan rộng ra nhiều nơi ở Châu Á,
Trung Đông và Châu Âu do sự di dân của người Hoa. Tuy nhiên,
vào thế kỷ thứ 6
sau công nguyên, do cá Chép không được phép nuôi ở Trung Quốc, vì thế các loài
các loài cá chép Trung Quốc (cá trắm cỏ, cá mè hoa, mè
trắng) bắt đầu được phát
triển ương nuôi. Ở Ấn Độ, các loài cá trôi Ấn Độ được ương nuôi từ thế kỷ 11. Trong
khi đó, loài cá nước lợ được nuôi đầu tiên là loài cá Măng (Chanos chanos) vào thế kỷ
15 tại Indonesia.
[10]
Ở Việt Nam, nghề nuôi thủy sản truyền thống được bắt đầu từ những năm 1960. Sự
phát triển nhanh chóng của nghề nuôi thủy sản được bắt đầu từ những năm thập niên

1970. Đến nay, nghề nuôi thủy sản vẫn liên tục phát triển đa dạng lẫn thâm canh hóa.
Nếu như năm 1970, tốc độ tăng trưởng hằng năm về sản lượng là 3,9%, thì năm 2006,
tốc độ tăng trưởng là 36%. Sự phát triển nhanh chóng của
nghề nuôi đã góp phần tăng
tỷ lệ tiêu dùng sản phẩm thủy sản nuôi trồng từ 0,7
kg/người/năn vào năm 1970 lên
7,8 kg/người/năm vào năm 2006. Sản phẩm thủy sản nuôi trồng chiếm 46% tổng sản
phẩm thủy sản tiêu dùng hàng năm. Ở Trung Quốc, tỷ lệ này là 90%.
[10]

Trên thế giới, Châu Á cho sản lượng thủy sản nuôi trồng lớn nhất, chiếm
89% tổng
sản lượng và 77% tổng giá trị sản phẩm thủy sản nuôi trồng thế giới năm 2006. Năm
2010, theo dự báo của tổ chức FAO tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới là 147
triệu tấn và sản lượng khai thác là 89,8 triệu tấn.
[10]
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
7
Mười nước đứng đầu thế giới về sản lượng nuôi trồng thủy sản theo thứ tự
gồm:
Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Bangladesh, Chile,
Nhật Bản,
Na Uy và Philippines. Năm 2010, sản lượng nuôi trồng thủy sản của Việt Nam là
5,3 triệu tấn, đứng thứ 3 thế giới.[10]
1.2. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam
Ở Việt Nam, nghề nuôi thủy sản cũng phát triển rất năng động. Nghề nuôi thủy sản
truyền thống bắt đầu từ thập niên 1960, tuy nhiên trong vòng 10 năm nay,
nghề nuôi
thủy sản có tốc độ phát triển rất nhanh chóng. Theo thống kê của Bộ
Thủy sản

(2006) thì năm 1999 cả nước có tổng cộng trên 524.619 ha, đạt sản lượng 480.767 tấn.
Năm 2005, cả nước có gần 1.000.000 ha nuôi thủy sản, đạt sản lượng 1.437.356 tấn,
trong đó, sản lượng nuôi thủy sản nước lợ - măn là 546.716 tấn, sản lượng nuôi nước
ngọt đạt 890.650 tấn. Hiện nay, đối tượng nuôi và mô hình nuôi
thủy sản ở Việt Nam
khá phong phú, tuy nhiên, chủ lực nhất vẫn là nuôi cá tra
thâm canh ở vùng nước
ngọt và nuôi tôm ở vùng nước lợ ven biển. Đặc biệt, năm 2007, sản lượng nuôi cá tra
và basa đạt trên 1.200.00 tấn và sản lượng tôm nuôi đạt 307.000 tấn
.[10]
Năm 2010, diện tích nuôi trồng thủy sản cả nước là 1.096.722 ha , đạt sản lượng
2.828 ngàn tấn và kim ngạch xuất khẩu vượt ngưỡng 5 tỉ đô la ( Theo kế hoạch 5 năm
phát triển ngành thủy sản 2011- 2015 của Tổng cục thủy sản Việt Nam)
2. Hiện trạng môi trường và dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản
Sự phát triển nhanh chóng của hoạt động nuôi trồng thủy sản đã kéo theo tình trạng ô
nhiễm nặng nề, làm lây lan và bùng phát dịch bệnh. Trong điều kiện nuôi trồng thủy sản
hiện nay, môi trường ao nuôi rất phú dưỡng. Nguyên nhân là do chúng ta đưa vào ao
nuôi lượng thức ăn tổng hợp rất lớn mà chỉ có một lượng thức ăn rất nhỏ được đồng hóa
thành sinh khối tôm ( 17%), còn lại là không ăn được do bị hòa tan vào trong nước hoặc
bài tiết ra ngoài môi trường. Lượng thức ăn thừa, uế thải hữu cơ và phế thải do lột xác để
duy trì hoạt động sống của tôm cùng với xác động vật thủy sinh phù du là những yếu tố
làm cho ao nuôi nhiễm bẩn. Sự nhiễm bẩn của ao đầm ngoài ô nhiễm hữu cơ còn nhiễm
bẩn do dùng hóa chất, kháng sinh trong quá trình nuôi. Việc sử dụng hóa chất khử trùng
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
8
ao nuôi bên cạnh tác dụng mong muốn, các loại hóa chất còn gây ra tác hại với môi
trường như tồn lưu hóa chất trong môi trường thủy sinh, làm giảm số lượng thủy sinh,
làm giảm số lượng vi sinh vật có lợi trong ao nuôi, làm cho quá trình phân hủy hữu cơ bị
đình trệ và hậu quả là môi trường bị phú dưỡng, kích thích sự phát triển của vi sinh vật
gây bệnh, tăng cơ hội nhiễm bệnh. Ngoài ra việc sử dụng hóa chất, kháng sinh trong sản

phẩm hải sản gây ra hiện tượng kháng thuốc, dư lượng chất kháng sinh trong sản phẩm
hải sản gây hại cho ngoài tiêu dùng như : tăng mẫn cảm với dư lượng thuốc hoặc xuất
hiện vi khuẩn đường ruột kháng lại các chất kháng khuẩn [13]
3. Về tình hình ô nhiễm ao nuôi
Nuôi tôm đang có những bước chuyển biến nhanh từ hình thức nuôi quảng canh. Tuy
nhiên trong nuôi tôm thâm canh ngoài vấn đề giống tôm sạch thì vấn đề làm sạch và duy
trì ao nuôi sạch còn gặp nhiều khó khăn, đơn cử tỉnh Long An đầu năm 2002 đã có 1050
ha ao nuôi tôm bị chết trắng, trong đó có những huyện bị mất trắng 100% diện tích ao
nuôi. Tình hình đó đặt ra cho các nhà khoa học và sản xuất nhiều vấn đề cần giải quyết,
trong đó có việc xử lý bùn đáy ao, đặc biệt trong những ao, đầm nuôi thả tôm mật độ cao.
Nền đáy có vai trò quan trọng là nơi các vật nuôi sinh sống, săn bắt mồi, đặc biệt đối với
tôm thì nền đáy gắn liền với vòng đời của chúng. Nền đáy cũng là nơi chứa đựng các sản
phẩm tồn dư do quá trình nuôi chúng ta đưa xuống như vôi, hóa chất, xác tôm. Các sản
phẩm hữu cơ theo thời gian do sự rửa trôi, xói mòn, rò rỉ tích tụ dần xuống đáy ao. Cũng
tại đây quá trình hấp thu, phân giải, phân hủy các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ, các loại
khí độc như H2S, NO2 được sinh ra nhiều và liên tục với cường độ mạnh dần qua các
tháng nuôi.
Tình trạng nhiễm bẩn nặng của ao nuôi tôm mặc dù đã được khắc phục bằng việc thay
nước sạch thường xuyên hay nước đã qua xử lý, song phần bùn ao nơi các chất thải tích tụ
trong quá trình nuôi là môi trường lý tưởng cho các vi trùng và ký sinh trùng gây bệnh
phát triển là nguyên nhân gây ô nhiễm thường xuyên và lâu dài ao nuôi vẫn chưa có biện
pháp xử lý hữu hiệu, kể cả khi bùn được vớt lên khỏi ao, đầm nuôi
Bùn ao nuôi tôm được hình thành do thức ăn tôm thừa, xác vi sinh vật và động thực vật
phù du, chất thải của tôm lắng đọng. Mỗi năm lượng bùn tích tụ ở đáy ao nuôi tôm thâm
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
9
canh hình thành một lớp bùn dày 10-15cm tương đương 30-50 tấn chất khô hữu cơ/ ha.
Bùn có thành phần chủ yếu là chất hữu cơ, sinh khối vi sinh vật và động vật thủy sinh nên
khi phân hủy tự nhiên ở đáy ao sẽ làm cạn kiệt nguồn oxy hòa tan và là nguồn sinh ra các
chất độc hại đối với tôm như NH3, H2S, CH4 gây ra ô nhiễm nặng cho các ao nuôi tôm.

Bên cạnh đó bùn còn chứa các thành phần vô cơ, trong đó đáng quan ngại nhất là NaCl
khoảng 1%. Điều này đòi hỏi phải có các chủng vi sinh vật hữu hiệu chuyển hóa các chất
hữu cơ trong điều kiện nhiễm mặn và có đủ các chất nền phối trộn nếu muốn xử lý bùn.
[1]
4. Các bệnh thường xảy ra cho tôm khi ao nuôi bị nhiễm bẩn
Khi ao bị nhiễm bẩn một số loại vi khuẩn từ bên ngoài xâm nhập vào trong vỏ tôm.
Bệnh thường gặp nhất là bệnh hoại tử do vỏ tôm bị tổn thương vì nhiễm khuẩn hay không
cứng được. Nhiều loại vi khuẩn ăn mòn lớp kitin của vỏ gây ra lở loát hay tạo ra các vết
nhỏ làm cho vỏ bị nhăn nheo. Ngoài vi khuẩn thì một số sinh vật khác có thể xâm nhập
qua vỏ như nấm hay động vật nguyên sinh. Nấm có thể xâm nhập mang và vỏ tạo nên
những khối đen trên con tôm. Động vật nguyên sinh gây tổn thất cho mang tạo ra những
đốm đen nhỏ, còn gọi là bệnh đen mang. Bệnh đen mang thường do nhiễm khuẩn vibrio,
nhiễm nấm Fuarium, động vật nguyên sinh. Đôi khi cũng do nhiễm hóa chất như kim loại
nặng, hàm lượng nitrat cao. [12]
Nhóm vi khuẩn vibrio là nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội chúng tồn tại trong môi trường
nước nuôi tôm như một quần thể vi sinh vật trong ao nuôi. Khi điều kiện môi trường bất
lợi chúng trở thành vi khuẩn có khả năng gây bệnh . Khi nhiễm vi khuẩn này tôm thay đổi
tập tính như bơi ven bờ hay gần mặt nước, lờ đờ, bỏ ăn, đổi màu đỏ hoặc xanh. Nếu môi
trường tiếp tục xấu đi, hay số lượng vi khuẩn phát triển mạnh, tôm sẽ chết trong một thời
gian ngắn hoặc bệnh sẽ trở thành bệnh nhiễm khuẩn mãn tính. Để ngăn ngừa bệnh này
phải cải thiện môi trường ao nuôi. [13]
Ngoài bệnh đen mang Vibrio cũng gây ra một số bệnh khác như bệnh phân trắng, bệnh
phát sáng. Các bệnh này cũng làm tôm chết hàng loạt [12]
Ngoài ra một số loài virut cũng là tác nhân gây bệnh nghiêm trọng cho tôm. Các bệnh
truyền nhiễm do virus như WSSV( white spot syndrome virus) hay YHD( Yellow Head
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
10
Disease) là những bệnh điển hình gây thiệt hại nghiêm trọng. Bệnh đốm trắng là một
trong những bệnh nguy hiểm nhất đối với tôm. Bệnh MBV( Monodon Baculo Vius) khá
phổ biến ở tôm sú nuôi [12]

5. Những chỉ số cơ bản đánh giá nước nuôi tôm
+ Nhiệt độ nước:
Tôm là nhóm động vật biến nhiệt, nhiệt độ của chúng thay đổi theo nhiệt độ của
nước( nhiệt độ môi trường). N hiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều không thuận lợi cho đời
sống của tôm. Nhiệt độ ảnh hưởng tới đời sống của tôm như: hô hấp, tiêu thụ thức ăn,
đồng hóa thức ăn, chống bệnh, sự tăng trưởng. Nhiệt độ thay đổi theo mỗi mùa, vì thế tại
miền Nam Việt Nam có thể nuôi tôm quanh năm trong khi miền Bắc chỉ khai thác được
vào mùa nóng. Nhiệt độ mặt trời làm lớp nước trên mặt nóng hơn lớp nước dưới sâu, mặt
khác tỉ trọng nước giảm cùng với sự gia tăng nhiệt độ, kết quả lớp nước phía trên nhẹ hơn
và có xu hướng không pha trộn lớp nước phía dưới. Lớp trên có nhiệt độ cao và nồng độ
oxy hòa tan lớn, trong khi lớp dưới có hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Do vậy việc sục
khí để phá vỡ 2 lớp nước là cần thiết. Tại các ao hồ vùng nhiệt đới khoảng 28-30
0
C là
nhiệt độ thích hợp với tôm sú nuôi thương phẩm. Tôm sú có thể chịu được nhiệt độ 28
0
C
tôm lớn chậm, trên 30
0
C tôm lớn nhanh hơn nhưng dễ mắc bệnh nhất là bệnh MBV [11]
+ Độ mặn:
Độ mặn là tổng số các ion có trong nước, độ mặn đơn vị tính là ‰. Nhìn chung nước
được chia làm 6 loại độ mặn khác nhau:
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
11
Bảng 1. Độ mặn của các loại nước
Loại nước mg/l ppt(‰)
Nước mưa 3 0.003
Nước mặt 30 0.03
Nước ngầm 300 0.3

Nước cửa sông 3000 3
Nước biển 30 000 30
Nước hồ kín 300 000 300
Các loài tôm biển có giới hạn độ mặn khác nhau. Tôm sú có thể sinh trưởng phát triển ở
giới hạn độ mặn 5-31‰ và chúng có thể sinh trưởng ở nước ngọt một vài tháng( theo
Boyd, 1987; Chakraborti, 1986), độ mặn lý tưởng cho tôm sú là 18- 20‰ . Nhu cầu về độ
mặn thay đổi tùy theo từng loại tôm và thời điểm trong chu trình sinh trưởng của mỗi loài;
lúc còn nhỏ tôm dễ bị ảnh hưởng bởi độ mặn đột ngột hơn so với tôm trưởng thành [12]
+ Oxy:
Đây là yếu tố quan trọng nhất cần đặc biệt chú trọng trong kỹ nghệ nuôi tôm. Số oxy hòa
tan trong nước rất thấp, chỉ cần 5ppm( 1ppm= 1 phần triệu) trong nước là đủ cho tôm hô
hấp một cách an toàn. Trong ao hồ, hiện tượng quang tổng hợp của các sinh vật là yếu tố
chính tạo nên oxy hòa tan. Vì hiện tượng này chỉ xảy ra ban ngày dưới ánh nắng mặt trời,
do vậy để giải quyết hiện tượng này ta sử dụng máy sục khí hoặc thay nước mới vào ao
để tạo thêm oxy
Bảng 2. Nồng độ oxy hòa tan và sức khỏe của tôm
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
12
Oxy hòa tan( ppm) Tình trạng của tôm
0.3 Tôm bị chết
1.0 Tôm bị ngạt thở
2.0 Tôm không lớn được
3.0 Tôm chậm lớn
4.0 Tôm sinh sống bình thường
5.0-6.0-7.0 Tôm khỏe mạnh và tăng trưởng nhanh
Triệu chứng của tôm khi bị thiếu oxy: tôm tập trung gần mặt nước, gần vị trí dẫn nước
vào ao hồ, tôm di chuyển chậm nhưng tăng tốc độ hô hấp. [12]
+ Độ đục của nước:
Độ đục của nước được xác định bởi đĩa Secchi, một cách đơn giản ta kết luận là độ
đục của nước ao thích hợp nếu đĩa Secchi được đọc ở trong khoảng 25-40cm. Điều

này có nghĩa là nếu độ đọc trên đĩa Secchi mà ngắn hơn 25cm thì nước ao quá đục,
ngược lại nếu độ đọc này ở mức xa hơn 40cm thì nước ao lại quá trong, đồng nghĩa
với nước quá nghèo chất dinh dưỡng.[12]
Trong ao, độ đục thường do các phiên sinh vật phát triển quá nhiều. Độ đục trong
nước sẽ bất lợi nếu gây ra bởi chất sét hoặc các vật vô sinh vì cản trợ sự xuyên qua
của ánh sáng, làm giảm khả năng sản xuất của ao hồ. Nếu độ đục gây ra bởi các chất
vô sinh mà quá cao thì tôm, cá sẽ bị nghẹt bộ phận hô hấp.
Ngoài đĩa Secchi người ta còn dùng kính hiển vi để đếm số tế bào phiêu sinh trong 1
ml để xác định sự phát triển phiêu sinh trong ao nhiều hay ít.
+Độ cứng của nước
Độ cứng của nước liên quan tới tổng số nguyên tử kim loại hoá trị 2 (divalent metal
ions) mà chính yếu là calcium và magnesium trong môi trường đó. Độ cứng của nước
được tính bằng mg/l của chất calcium carbonate (CaCO3) trong nước và có các tên
gọi khác nhau được ghi dưới đây:
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
13
0-75 ppm CaCO3 Mềm (soft)
75-150 ppm CaCO3 Hơi cứng (moderately hard)
150-300 ppm CaCO3 Cứng (hard)
Trên 300 ppm CaCO3 Rất cứng
Nước trong ao hồ có độ cứng 20-150 ppm thì thích hợp cho việc nuôi tôm cá. ở đây ta
cũng cần lưu ý rằng độ cứng của nước và chất kiềm tự chúng không giúp đưa năng
suất ao hồ lên cao được mà cần sự hiện diện của yếu tố phosphor và các yếu tố chính
yếu khác cùng phối hợp. Nhưng nước có độ cứng cao quá (trên 300 ppm) sẽ làm giảm
sự thay vỏ (molting) và mức tăng trưởng của tôm càng xanh[12]
+ Độ pH:
Độ pH trong môi trường nước là một yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển và
ảnh hưởng trực tiếp, gián tiếp lên tôm. Sự biến động lớn của pH trong ngày, trong
tuần là nguyên nhân dẫn đến gây sốc tôm, làm tôm bỏ ăn và yếu đi. Phần lớn các loài
tôm phát triển tốt trong phạm vi từ pH= 6.5-9. Nếu độ pH quá thấp hoặc quá cao đều

bất lợi cho tôm: chậm tăng trưởng, còi cọc, khả năng chống bệnh tật kém. [12]
+ Độ kiềm:
Độ kiềm trong nước chủ yếu là các ion HCO3
-
( bicarbonate), CO3
-
( cacbonate kiềm),
OH
-
( Hydroxit kiềm), đơn vị biểu thị tương đương mg/l CaCO3 . Ao hồ có độ kiềm
20- 150 mg/l thì thích hợp cho phiêu sinh vật cũng như tôm cá. Chất kiềm quan trọng
trong ao hồ vì vai trò chất đệm và cung cấp CO2 cho hiện tượng quang tổng hợp.
+ H2S
Hydro sulfide là một chất khí, được tạo thành dưới điều kiện kị khí. Lượng độc H2S
dù rất nhỏ( 0,001ppm) hiện diện trong thời gian liên tục có thể làm giảm sự sinh sản
của tôm và phụ thuộc vào pH của nước, nếu pH thấp thì H2S rất độc. Nồng độ H2S
trong ao nuôi cho phép là 0.02mg/l. Tuy nhiên H2S có thể loại bỏ khỏi ao nuôi bằng
máy sục khí hoặc dùng KMnO4 để oxy hóa thành hợp chất sulfur không độc[12]
+ Hợp chất của Nitơ:
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
14
Gồm 3 chất chính là ammoniac, nitrite và nitrate
Ammoniac : chỉ có dạng NH3( khí hòa tan) là gây độc cho ao hồ.
+ Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD: Là chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước. BOD là
lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí.
Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học. BOD được dùng để đánh giá
mức độ nhiễm hữu cơ của nước nuôi. BOD càng cao thì ô nhiễm càng lớn. BOD thích
hợp cho nước nuôi tôm cá 5- 10 mg/l [12]
+ Nhu cầu oxy hóa học (COD): cũng được dùng để đánh giá mức độ nhiễm bẩn của
nước nhưng không có sự tham gia của VSV. COD là lượng oxy cần thiết cho quá

trình oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O bằng 1 chất
oxy hóa mạnh. COD thích hợp < 20mg/l [12]
Trong ao nuôi BOD, COD càng giảm càng tốt điều đó chứng tỏ nước nuôi tôm càng
sạch.
6. Các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy
sản.
Có nhiều phương pháp sinh học đã và đang được ứng dụng trong xử lý nước thải.
Tiêu biểu là việc sử dụng hệ sinh vật để phân hủy hoặc hấp thụ/ hấp phụ các chất ô
nhiễm hữu cơ, vô cơ từ chất thải sản xuất và sinh hoạt như:
+ Sử dụng hệ vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong chất thải
+ Sử dụng hệ động thực vật thủy sinh để hấp thụ các chất hữu cơ.
6.1. Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vậtMột số loài vi sinh vật có khả năng sử dụng
các chất hữu cơ, vô cơ làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng, các vi sinh vật
này được sử dụng để phân hủy các chất ô nhiễm có trong nước nuôi trồng thủy sản
[9]
+ Phương pháp hiếu khí: sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động
sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục cho chúng và duy trì ở 20- 40
0
C
+ Phương pháp yếm khí: sử dụng các vi sinh vật yếm khí.
6.2. Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
15
Bản chất của việc sử dụng hệ động thực vật để loại bỏ các chất ô nhiễm dựa trên cơ
sở của quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Sử
dụng hệ thực vật làm sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là N2, P, C, để tổng hợp
các chất hữu cơ làm tăng sinh khối đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài
thực vật ngập mặn[11]
6.3. Các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường bằng các phương pháp sinh học
6.3.1. Hệ thống xử lý bằng phương pháp hiếu khí

Tác nhân tham gia vào quá trình này là vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn bằng việc sử dụng
bể sinh học Aroten hoặc các bể lọc sinh học[11]
Qúa trình diễn ra như sau:
- Bùn hoạt tính có trong nước thải từ các đầm nuôi tôm được đưa vào hệ thống
xử lý.
- Tiến hành sục khí làm cho nước được bão hòa oxy và bùn hoạt tính ở trạng
thái lơ lửng.
- Bể lọc sinh học: là bể phản ứng sinh học trong đó vi sinh vật sinh trưởng và
phát triển cố định trên một lớp màng bám trên các giá thể và nước thải được
phân bố đều trên các giá thể
- Đĩa lọc sinh học: gồm một loạt các đĩa tròn lắp trên cùng một trục cách nhau 1
khoảng. Khi trục quay một phần đĩa ngập trong hồ/ bể chứa nước thải, phần
còn lại tiếp xúc với nước thải. Các vi khuẩn bám trên đĩa lọc phân hủy các chất
hữu cơ có trong nước thải
6.3.2. Hệ thống xử lý bằng phương pháp kị khí:
Phương pháp này sử dụng các vi sinh vật kỵ khí để phân hủy chất ô nhiễm cơ. Hệ thống
này không thích hợp cho xử lý ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy sản do chi phí
xây dựng cao. Tuy nhiên nó có ưu điểm là có thể giải phóng N2, giảm ô nhiễm NO3 cho
nước mặt và nước ngầm.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
16
7. Chế phẩm sinh học( probiotics)
Đây là công nghệ thân thiện với môi trường và đang có xu hướng được ứng dụng rộng rãi
trên thế giới và Việt Nam. Thuật ngữ probiotic được đề xuất năm 1965 để mô tả những
chất sinh ra từ vi sinh vật có tác dụng tăng trưởng đối với vi sinh vật khác. Năm 1969,
R.Fuller định nghĩa rõ hơn:
Probiotics bao gồm vi sinh vật sống có tác dụng hữu ích cho động vật và người khi sử
dụng. Tác dụng bao gồm cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột hay chất đối kháng làm
giảm số lượng cá thể, hay tăng lượng kháng thể kích thích hệ thống miễn dịch hoặc là
cung cấp những enzyme trong quá trình trao đổi chất của vi khuẩn.

7.1. Lợi ích của chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản.
+ Sản xuất các hợp chất ức chế: vi khuẩn Probiotic sản sinh ra một loạt các hợp chất
ức chế. Chất ức chế bao gồm bacteriocins, sideropheres, lysozymes, protease, hydro
peroxit. Vi khuẩn lactic acid vv (LAB) được biết là để sản xuất các hợp chất như
bacteriocins để ức chế các vi khuẩn khác [17]
+ Cạnh tranh vị trí bám dính: Vi sinh vật probiotic có khả năng cạnh tranh vị trí bám
dính và cạnh tranh thức ăn với vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt biểu mô ruột và cuối
cùng ngăn chặn sự phát triển của chúng. Khả năng bám dính cao, sinh trưởng trên
hoặc trong niêm mạc ruột hoặc bên ngoài đã được chứng minh trong ống nghiệm với
vi khuẩn chỉ thị Vibrio anguillarum và Aeromonas hydrophila [17].
+ Cạnh tranh các chất dinh dưỡng: các vi sinh vật probiotic sử dụng các chất dinh
dưỡng được tiêu thụ bởi các vi khuẩn gây bệnh. Cạnh tranh chất dinh dưỡng có thể
đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động sống của vi sinh vật của đường ruột hoặc
môi trường xung quanh của sinh vật sống dưới nước [17].
+ Nguồn dinh dưỡng và sự tiết enzyme để tiêu hóa: các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi
sinh vật probiotic tác động tích cực đối với quá trình tiêu quá của động vật dưới nước.
Đối với loài cá ,các nhà khoa học cũng chỉ ra rằng
Bacteroides

và Clostridium

sp
góp phần tổng hợp dinh dưỡng của vật chủ, đặc biệt là cung cấp acid béo và các
vitamin. Một vài vi sinh vật như Agro- bacterium

sp.,

Pseudomonas

sp.,

Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
17
Brevibacterium

sp., Microbacterium

sp…,

và

Staphylococcus

sp có thể đóng góp
vào quá trình dinh dưỡng.
Ngoài ra, một số vi khuẩn có thể tham gia vào các quá
trình tiêu hóa của sinh vật hai mảnh vỏ bằng cách sản xuất enzym ngoại bào, như
protease, lipases, cũng như cung cấp các chất tăng trưởng cần thiết [17].
+ Tăng cường đáp ứng miễn dịch: Hệ miễn dịch không đặc hiệu có thể được kích
thích bởi các VSV probiotic. Người ta đã chứng minh rằng uống bào của vi khuẩn
Clostridium

Butyricum giúp cá hồi tăng cường sức đề kháng đối với vibriosis bằng
cách tăng cường hoạt động thực bào của các bạch cầu. Các nhà khoa học cũng chỉ ra
rằng sử dụng các chủng Bacillus( chủng S11)
ngăn ngừa
bệnh bằng cách kích hoạt cả
tế bào và dịch thể bảo vệ miễn dịch ở tôm sú(Penaeus

monodon). Balcazar đã chứng
minh rằng việc cho một hỗn hợp của các chủng vi khuẩn (Bacillus và Vibrio sp.) vào

thức ăn ảnh hưởng tích cực đến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm trắng chưa
trưởng thành và biểu hiện tác dụng bảo vệ chống lại các mầm bệnh vi khuẩn Vibrio
harveyi và hội chứng virus đốm trắng.
Tác dụng b
ảo vệ này là do sự kích thích của
hệ thống miễn dịch, bằng cách tăng thực bào (phagocytosis) và hoạt tính kháng
khuẩn. Ngoài ra, Nikoskelainen đã chứng mình việc cho acid lactic của vi khuẩn
Lactobacillus rhamnosus (chủng ATCC 53103) ở nồng độ l0
5
g/cfu, kích thích sự hô
hấp mạnh mẽ ở cá hồi [17].
+ Ảnh hưởng đến chất lượng nước: vi sinh vật probiotic cũng có tác dụng cải thiện
chất lượng nước trong ao, đầm nuôi thủy sản.

Điều này là do khả năng chúng sinh ra
hàng loạt các enzyme phân giải như: protease, amylase, cellulase, lipase… phân giải
các chất hữu cơ, các chất độc như NH3, NO2,NO3. Nồng độ các chất NH3, NH4+
trong ao, hồ cao gây ngộ độc cho tôm, cá. Một số ví dụ như vi khuẩn Nitrosomonas,
biến đổi amoniac thành nitrit và vi khuẩn khác như Nitrobacter, khoáng hóa nitrit
thành nitrate .Vi khuẩn lưu huỳnh ôxi hóa carbon hữu cơ bằng cách sử dụng lưu
huỳnh như là một nguồn phân tử oxy. Các ion hydro được sản sinh khi các mảnh
carbon hữu cơ bị oxy hóa được kết hợp với sulfat hình thành sulfide là ít độc hại cho
các loài thuỷ sản. vi khuẩn methane sử dụng carbon dioxide như là một nguồn phân
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
18
tử oxy. Khí mê-tan khuếch tán vào không khí và do đó cải thiện chất lượng nước
[17].
+ Tương tác với thực vật phù du: vi khuẩn Probiotic có một ảnh hưởng lớn đến nhiều
loài vi tảo, đặc biệt là thủy triều đỏ sinh vật phù du. Vi khuẩn đối kháng đối với tảo sẽ
là bất lợi trong sản xuất giống tảo đơn bào

[17].
+ Hoạt động kháng vi-rút: Một số vi khuẩn được sử dụng tạo chế phẩm probiotics có
các hoạt động chống virút. Mặc dù cơ chế chính xác của chúng vẫn chưa được biết
đến, các xét nghiệm cho thấy sự bất hoạt virus có thể xảy ra bởi các hóa chất và các
chất sinh học, chẳng hạn như chất chiết xuất từ tảo biển và các chất ngoại bào của vi
khuẩn. Các nhà khoa học chỉ ra rằng các chủng Pseudomonas sp., Vibrios sp,
Aeromonas sp, và. Nhóm coryneforms phân lập từ cá hồi,… Cho thấy hoạt động
kháng virus chống lại virus trong lây nhiễm bệnh hoại tử tạo máu (IHNV) ở cá hồi
giảm hơn 50%
[17].
Thành phần của chế phẩm probiotic thường là tập hợp của các chủng vi sinh vật sống,
được tuyển chọn, tối ưu hóa, làm khô bằng sấy phun, đóng khô hoặc bọc trong alginate.
Một thành phần khác được thấy trong chế phẩm probiotic đó là tập hợp các enzyme có
nguồn gốc vi sinh như amylase, protease, lipase, cellulose… một số vit amin hoặc chất
khoáng nhằm kích thích họat tính ban đầu của vi sinh vật và xúc tác cho hoạt động của
enzyme trong môi trường
7.2. Nguyên tắc lựa chọn các chủng vi sinh vật được chọn làm chế phẩm sinh
học[17]:
+ Không sinh độc tố, không gây bệnh cho vật chủ và không ảnh hưởng xấu tới hệ
sinh thái và môi trường
+ Có khả năng bám dính niêm mạc đường tiêu hóa và các mô khác của vật chủ, cạnh
tranh vị trí bám với vi sinh vật gây bệnh, không cho chúng tiếp xúc trực tiếp với các
cơ quan trong cơ thể.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
19
+ Có khả năng sinh ra các chất ức chế, ngăn cản sự sinh trưởng mạnh mẽ của các vi
sinh vật gây bệnh
+ Có khả năng sinh trưởng nhanh, cạnh tranh thức ăn, hóa chất, năng lượng với các vi
sinh vật có hại. Ví dụ vi khuẩn probiotic có khả năng sinh siderphore, liên kết với ion
sắt, làm cho vi sinh vật gây hại không sinh trưởng được vì thiếu sắt.

+ Tăng cường khả năng miễn dịch, tăng cường đáp ứng miễn dịch tự nhiên và khả
năng tạo thành kháng thể.
+ Có khả năng cải thiện chất lượng nước ao nuôi do sự hình thành hàng loạt enzyme
phân giải các chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD, giảm các khí độc như: NH3,
H2S. Không những thế, sản phẩm trao đổi chất của vi sinh vật probiotic còn cung cấp
enzyme, các nguyên tố đa, vi lượng, giúp chúng sử dụng thức ăn hiệu quả hơn và do
đó tăng trưởng tốt hơn.
7.3. Nhóm vi sinh vật thường được sử dụng trong chế phẩm sinh học:
Nhóm vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh: chúng có khả năng sinh enzyme phân hủy các
chất hữu cơ: protease, amylase, celluase .Ngoài chức năng phân hủy các chất hữu cơ
chúng còn có tác dụng kiểm soát sự phát triển quá mức của các vi sinh vật gây bệnh
qua cơ chế cạnh tranh nguồn dinh dưỡng đồng thời chúng có khả năng tiết các hợp
chất có hoạt tính kháng khuẩn giữ cho môi trường ở trạng thái cân bằng sinh học.
Nhóm vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh này bao gồm các loài thuộc chi Bacillus.
Nhóm vi khuẩn đóng vai trò tích cực trong kiểm soát vi sinh vật gây bệnh trong môi
trường nhờ chất đối kháng là nhóm vi khuẩn lactic. Nhóm này 1 số thuộc chi
Lactobacillus, Streptococus. Ngoài ra chúng có tác dụng giảm mùi hôi thối của môi
trường [19]
8. Bản chất của phương pháp sử dụng vi sinh vật trong công nghệ môi trường.
8.1. Mục tiêu đạt được khi làm giảm ô nhiễm môi trường bằng vi sinh vật
+ Nhóm VSV hô hấp hiếu khí: các VSV thuộc nhóm này sử dụng O2 trong quá trình
chuyển hóa chất hữu cơ.
+ Nhóm VSV hô hấp yếm khí: các VSV thuộc nhóm này hoạt động trong điều kiện
không có oxy, ví dụ: vi khuẩn methane.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
20
+ Nhóm VSV hô hấp tùy tiện: các VSV có thể hoạt động trong môi trường có hoặc
không có oxy. Ví dụ: vi khuẩn thuộc Bacillus
Theo phương thức dị dưỡng có thể chia VSV thành 2 nhóm sau:
+ Nhóm VSV dị dưỡng: sử dụng nguồn cacbon hữu cơ( gluxit, lipit, protein…) để

tổng hợp tế bào.
+ Nhóm VSV tự dưỡng: sử dụng nguồn cacbon vô cơ để tổng hợp tế bào. Nguồn
cacbon vô cơ chủ yếu là CO2. Ví dụ : các vi khuẩn lưu huỳnh
Cơ chế của quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm dưới tác động của VSV bao gồm
3 giai đoạn:
+ Qúa trình di chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt VSV nhờ quá trình
khuếch tán phân tử, khuếch tán đối lưu.
+ Qúa trình di chuyển của cơ chất từ bề mặt VSV vào trong tế bào do sự chênh lệch
nồng độ của cơ chất ở trong và ngoài tế bào.
+ Qúa trình di chuyển các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong tế bào VSV sinh ra năng
lượng và tổng hợp các tế bào mới sử dụng một phần năng lượng.
→ Mỗi loại chất ô nhiễm có những chủng VSV riêng thực hiện quá trình phân giải
nên muốn xử lý có hiệu quả cần phải chọn đúng chủng VSV thích hợp. Ngoài ra hoạt
động sống của VSV phụ thuộc rất nhiều yếu tố vào môi trường như DO, pH, nhiệt
độ… Cần nắm vững ảnh hưởng của các yếu tố này để tạo ra môi trường tối ưu cho
VSV hoạt động [6]
8.1.1. Làm ổn định bùn thải để có thể sử dụng:
Bùn thải trong tự nhiên được chuyển hóa liên tục nhưng chậm. Vì vậy phần lớn nó
chưa được khoáng hóa và chưa thể sử dụng làm phân bón ngay được. Qúa trình lên
men VSV sẽ nhanh chóng làm ổn định bùn bằng những phản ứng sinh hóa và sản
phẩm sau này có thể sử dụng trực tiếp làm phân bón.
8.1.2. Tiêu diệt các kí sinh trùng & VSV gây bệnh
Trong bùn thải rác thải có mặt rất nhiều của ký sinh trùng và VSV gây bệnh. Sau 70
ngày lên men Biogaz thì 99% trứng giun bị tiêu diệt. Chỉ số Ecoli cũng giảm xuống.
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
21
Vi khuẩn gây bệnh lỵ cũng bị tiêu diệt sau 30 ngày. Trong quá trình ủ hiếu khí phối
trộn bùn, nhiệt độ của khối ủ tăng lên tiêu diệt phần lớn các VSV gây bệnh như:
Salmonella typhi không phát triển ở 46
0

C và bị tiêu diệt ở 55- 60
0
C
8.1.3 Cải tạo chất dinh dưỡng
Các chất dinh dưỡng như ( N,K, P) có mặt trong bùn thải thường nằm ở dạng hữu
cơ. Sau quá trình xử lý VSV chúng trở thành những chất vô cơ như NH4
+
, NO3
-
rất
thích hợp cho cây trồng được bón vào đất.
8.1.4. Thu nhận năng lượng dễ sử dụng dạng khí
90% các chất hữu cơ có thể chuyển hóa thành hỗn hợp khí sinh học qua quá trình xử
lý kị khí. Trong đó CH4 là khí chủ yếu chiếm 50-70% và được sử dụng như một
nguồn nhiên liệu sạch
8.2. Cơ chế phân giải các hợp chất trong tự nhiên của VSV [1]
8.2.1. Các hợp chất Cacbon:
+ Xenluloza:
Xenluloza là một cơ chất không hòa tan, khó phân giải. VSV phân giải xenluloza gồm
4 enzym khác nhau:
Cl- xenlobilhydrolaza có tác dụng cắt liên kết hydro, biến dạng xenlloza tự nhiên có
cấu hình không gian thành dạng xenluloza vô định hình
Cx- endoglucanaza cắt liên kết 1,4 bên trong phân tử tạo thành những chuỗi dài
Cx- endoglucanaza tiến hành phân giải các chuỗi trên thành disaccarit
C4- β-glucosidaza thủy phân xenlobioza thành glucoza
Các VSV phân giải xenluloza:
Nấm mốc Tricoderma, Aspergillus, Fusarium
Nhóm vi khuẩn hiếu khí: Pseudomonas, xenlulomonas
Nhóm kị khí sống trong dạ cỏ của động vật nhai lại
Xạ khuẩn

+ Tinh bột
VSV phân giải tinh bột tiết ra môi trường hệ enzyme amylaza gồm:
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
22
α- amylaza tác động vào liên kết 1,4 glucozit, sản phẩm là các dextin, đường Mantoza
và 1 ít glucose
β- amylaza chỉ có khả năng cắt đứt mối liên kết ở cuối phân tử tinh bột, cắt 2 gốc
một, sản phẩm là đường Mantoza
glucoamylaza cắt cả liên kết α-1,4 và α-1,6 glucozit , sản phẩm là glucoza
Các VSV phân giải tinh bột
Vi khuẩn: Bacillus subtilis, B.mesterices, Pseudomonas
Vi nấm: Aspergillus candida
+ Đường đơn
Sản phẩm của sự phân giải nhờ quá trình lên men các chất hữu cơ
Lên men lactic:
- lên men lactic đồng hình: tạo sản phẩm là glucoza-pyruvic-axit lactic
- lên men lactic dị hình: cho sản phẩm axit lactic, axit acetic, rượu etylic
và glycerin
các VSV tham gia lên men lactic: đồng hình có Lactobaterium và Streptococus; lactic
dị hình qua con đường Pentozo Phosphate
8.2.2. Các hợp chất Nito
Sự amon hóa Urê
Dưới tác động củ enzyme Ureeaza phân hủy ure thành cacbonat amon sau đó chuyển
sang NH4
+
, hoặc NH3
Các VSV tham gia: Planosaricna ureae, Micrococus
Sự amon hóa protein
Dưới tác dụng của enzyme proteinaza, protein được phân giải thành các chuỗi
polypetit và oligopeptit. Sau đó, dưới tác dụng của enzyme peptidaza các polyeptit và

oligopeptit sẽ được phân giải thành các axit amin. Một phần axit amin sẽ được tế bào
vi sinh vật hấp thụ làm chất dinh dưỡng. Phần khác sẽ thông qua quá trình khử amin
tạo thành NH3 và nhiều sản phẩm trung gian khác[1]
Nhóm VSV tham gia:
Vi khuẩn: Bacillus mycoides, B. mesentericus, B.subtilis
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
23
Xạ khuẩn:Streptomyces
Vi nấm: Aspergillus oryzae
Quá trình Nitrat hóa:
Gồm 2 giai đoạn là nitrit hóa và nitrat hóa
Nitrit hóa:
NH4 + 3/2 O2 → NO2
-
+ H2O+ 2H
+
+ năng lượng
Các VSV tham gia: Nitrozomona, Nitrozolobus là các vi khuẩn tự dưỡng hóa năng
Quá trình phản nitrat hóa

Các vi sinh vật tham gia:
Nhóm tự dưỡng hóa năng: Thibacillus denitrificans, Hydrogenomonas agilis..
Nhóm dị dưỡng: Pseudononas denitrificans, Micrococus denitrificans, Bacillus
licheniformis...
9. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý môi trường
Hiện nay trên thế giới các chế phẩm sinh học tăng cường xử lý nước thải, bùn thải
công nghiệp, chế biến và nuôi trồng thủy sản đang được thương mại hóa rộng rãi trên
thế giới hư BZT, EPICIN, BRF2 của Mĩ, EM và Boski của Nhật, Vlmedin của Thái
Lan [1]
Ở nước ta , đối với vấn đề ứng dụng chế phẩm VSV phục vụ nuôi trồng thủy sản:

Trong những năm gần đây, để giảm thiểu những bất lợi do sử dụng hóa chất trong
môi trường thủy sản, việc nghiên cứu và sử dụng các chế phẩm sinh học trong quá
trình nuôi tôm đang phát triển mạnh. Theo cục Bảo vệ nguồn lợi thủy sản, hiện có
khoảng 200 thương hiệu chế phẩm sinh học và vitamin đang được bán trên thị trường
nước ta. Đa số các chế phẩm sinh học có nguồn gốc nhập ngoại và một số chế phẩm
được sản xuất trong nước nhưng phần lớn các chế phẩm này chưa được công bố về
nguồn gốc xuất xứ. Hiện nay cũng chưa có nghiên cứu nào đánh giá việc đưa các
chủng VSV ngoại nhập có phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam không? Có làm
ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ sinh thái môi trường hay không?
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
24
NH2OH →NH3 (amon hóa nitrat)
NO3 → NO2 → NO
N2O→N2 (phản nitrat hóa)
Một số chế phẩm sinh học được sử ở Việt Nam ứng dụng xử lý môi trường nuôi tôm
đang được thương mại hóa: ACCEL OBCđAG, AGROSTIMTM, VIME- Yucca,
BIO- DIABAPES, ENVIRON- ACTM, BIOTIC For Shrimp, Super MAZAL ,EMS...
có tác dụng khử ô nhiễm bùn, nước , loại thải khí độc( NH3, H2S, NO2), phân hủy
các chất thải và các chất hữu cơ, tăng nguồn dinh dưỡng, cải thiện hệ số chuyển hóa
thức ăn, giảm chất cặn bã, độ acid ở đáy, ổn định pH, cho môi trường, ngăn ngừa
dịch bệnh, tăng độ oxy hòa tan, kiểm soát các chất lư lửng trong nước [1]
II- ĐẶC ĐIỂM CỦA VI KHUẨN BACILLUS
1. Đặc điểm chung:
Bacillus là những vi khuẩn gram dương, nhóm vi khuẩn này được tìm thấy trong
môi trường pH có độ biến động cao, sinh trưởng dưới điều kiện hiếu khí hoặc kị khí
không bắt buộc. Thuộc chi Bacillus, đứng riêng rẽ hoặc kết thành chuỗi hay thành sợi.
Chúng có khả năng tạo bào tử khi xẩy ra các điều kiện khắc nghiệt như thiếu chất
dinh dưỡng, nhiệt độ cao…phần lớn tế bào có bào tử trong, hình oval có khuynh
hướng phình ra ở 1 đầu. Bào tử có tính kháng nhiệt cao, kháng bức xạ, kháng hóa
chất, kháng áp suất thẩm thấu. Khi gặp điều kiện thuận lợi thì nảy mầm phát triển

thành tế bào sinh dưỡng
Qua kính hiển vi Bacillus đơn lẻ có hình que, que có bào tử hình oval có khuynh
hướng phình ra một đầu
Một đặc điểm nữa của vi khuẩn Bacillus là có bao nhầy, bao nhầy cấu tạo bởi các
polypeptit. Việc hình thành bao nhầy giúp cho vi khuẩn có thể chịu được các điều
kiện khắc nghiệt là do bao nhầy có khả năng dự trữ thức ăn và bảo vệ vi khuẩn tránh
bị tổn thương khi gặp khô hạn [2]
Bacillus tồn tại khắp nơi trong tự nhiên. Tính dễ sống, dễ tồn tại là một lợi thế để sử
dụng Bacillus làm chế phẩm sinh học. Trong quá trình hình thành bào tử Bacillus
thường sản sinh những chất có hoạt tính sinh học như sản sinh ra các enzyme phân
hủy các chất hữu cơ là: enzyme amylase, protease, cellulose. Bacillus là các cơ thể
Luận văn tốt nghiệp Vũ Qúy Ba- ĐHBKHN
25