Tuyển chọn các chủng vi sinh vật tạo chế phẩm nhằm xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.14 MB, 90 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Thị Quỳnh Trang
TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT TẠO CHẾ PHẨM NHẰM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội - 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Thị Quỳnh Trang
TUYỂN CHỌN CÁC CHỦNG VI SINH VẬT TẠO CHẾ PHẨM NHẰM
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60.42.40
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Bùi Thị Việt Hà
Hà Nội - 2012
2
M 9
1:
11
1.1. : 111
1.3.
12
1.4.
:14
1.4.1.
15
1.4.2. 15
1.4.3. 16
1.4.4. Oxy (DO) 16
1.4.5. COD, BOD 17
1.4.6.
Vibrio spp. 17
1.4.7.
18
1.4.8. Photphat (PO
4
3-
) 20
1.4.9. Sulphuahydro 20
1.5.
. 21
1.5.1. Vai trò ca các vi sinh vt trong quá trình làm sc nuôi tôm, 21
1.5.2. Bin pháp s dng các ch phm sinh hc (probiotic) và vai trò ca nó trong
vic ci t
24
1.5.3.
322
2.1. 32
2.1.1 Chng ging 32
2.1.2. Hóa cht
32
2.1.3.
32
2.2.
35
p vi khun 35
3
o qun ging 35
nh hot tính enzym và hot tính kháng khun 35
nh sinh khi b quang hc 36
ng axit lactic 36
u kh chuyn hóa các hp cht cha t
bào 36
2.2.7. Nghiên cu ng ca mt s u kin nuôi c n kh
ng ca vi sinh vt. 38
nh mt s m sinh hc ca chng la chn 39
2.3.
43
2.3.1.
43
2.3.2.
41
2.3.3. : 41
2.3.4.
41
42
3:
45
3.1.
45
3.1.1. Bacillus 45
3.1.1.1.
45
3.1.1.2. Nghiên cu kin nuôi cy thích hp lên kh ng và
hot tính enzym ca chng vi Bacillus TL1 46
3.1.1.3. Mt s m sinh hc ca chng nghiên cu 51
3.1.2.
53
3.1.2.1. Phân lp và tuyn chn 53
3.1.2.2. Phân loi 53
3.1.2.3. ng ca mt s yu t n s ng và tng hp
cht kháng khun ca L. plantarum L5 56
3.1.3.
60
3.1.3.1. Phân lp và tuyn chn vi khun nitrat hóa 60
m hình thái, sinh hóa ca 2 chng vi khun nitrat hóa la chn 62
4
3.2. 63
3.2.1.
63
3.2.2.
64
3.2.2.1.
64
3.2.2.2. :
66
3.2.2.3. 67
3.2.2.4. 68
3.2.2.5. 69
3.2.3. 70
3.2.4.
72
3.2.4.1. 72
3.2.4.2. Ni
73
3.2.4.3. Amôni 74
3.2.4.4. Nitrit 75
3.2.4.5.
76
79
79
80
87
5
BOD Biochemical Oxygen Demand
oxy sinh h
CMC Cacboxymetyl Cenlluloze Cacboxymetyl xenlulozo
COD Chemical Oxygen Demand
DO Dessolved Oxygen
OD Optical Density
QCVN
WHO World Heath Organization
6
1.1. , 15
1.2.
21
5 45
4 46
47
48
49
50
7 51
8 53
9 53
0
L. plantarum L5 57
1
L. plantarum L5 58
2
L. plantarum L5 59
3amôni 60
4 61
5
amôni 61
6
nitrit 62
7 62
3.18:
64
3.19: Bacillus 65
3.20 : L. plantarum L5: 65
7
3.21: : Bacillus TL1 66
3.22: : L. plantarum L5 67
3.23: Bacillus TL1 67
3.24: L. plantarum L5 67
3.25: Bacillus TL1 68
3.26: L. plantarum L5 69
3.27: Bacillus TL1 69
3.28: L. plantarum L5 70
3.29:
72
3.30:
73
3.31:
3
74
3.32:
75
3.33:
76
3.34:
77
8
46
và s
1 48
49
50
50
Hình 3.6: 16
5 50
Hình 3.8
L. plantarum L5 57
Hình 3.9
L. plantarum L5 58
Hình 3.10
L. plantarum L5 59
3.11:
71
3.12: 73
3.13:
73
3.14: 75
3.15. 76
3.16. COD 77
3.17: 77
9
3260
,
,
,
250.000
290.000 ha
,
.
N
,
,
.
Tuy nhiên, trong nh
dn tht bi nhi nuôi trng. Nguyên
nhân chính là do ô nhi , dch bnh và h thng sinh
thái b phá hy. C,
, nuôi, phân sinh
,
, , , ,
,
.
: NH
3
, H
2
S, NO
3
. Khi b ô nhim nhng nhóm vi sinh vt
có hi phát trin mnh m, không kic và hu qu là vt nuôi
b bng s dng hóa ch x lý môi
ng ao nuôi và phòng bu hóa cht và kháng sinh gây nh
ng li. Ngoài ra, vic lm dng thuc kháng sinh
còn gây ra v v ng kháng sinh trong vt nuôi và vi phm v v sinh
an toàn thc phn chn mt gii pháp thích h gii quyt v
c thc tr ng trong quá trình nuôi nhm ci thin môi
c, phòng bnh cho tôm và an toàn vi s dng là v cp
thit. Ti mt s c có ngành nuôi trng thy sn phát trin vi quy mô công
nghi t, Trung Qu n pháp sinh h c s
dng thay th cho cách dùng hóa chc tính an toàn và hiu qu
trong nuôi trng.
Các loài vi sinh vc dùng ngày càng nhiu trong x c
nuôi trng thy si nhiu lng sng mà
ng vc hiu
i vi vt ch, thích hp v khác, thi gian bán hy
10
ngn nên không t gây ô nhing sng, có kh nhân
lên và c ch các vi sinh vt gây bnh cho tôm .
tìm ra nhng chng vi sinh vt có kh ch môi
n hành thc hi tài “Tuyn chn các
chng vi sinh vt to ch phm nhm x c thi nuôi trng thy sn”.
: tc ch phm có cha mt s chng
hu ích nh
ng kt qu
.
11
T
1.1.
,
, nuôi
trc [8].
-2003, trong
[8].
[8].
g
1.2.
3200km;
1
2
.
1,4
,
. V
12
.
.
[6].
, 11 2009,
3.928
, 93,8%
; 7,6%
ki
[6].
1
1,4
.
4,2
1,73
.
.
2006 - 2008 11%.
11
2009, n
4,4
[6].
, t Nam
. ,, , ,
,
.
,
, 38,4 %.
1.3.
,
.
,
,
.
Tuy nhiên, , nuô
, ,
,
, ,
, ,
.
,
.
nay,
.
(17%)
,
13
.
,
.
. ,
. Bên
,
,
,
,
[12], [18],
[21].
, ,
. Tuy nhiên,
. ,
.
,
,
[7], [26].
,
.
. 30
2
.
,
(
,
,
t) hay do môi
,
[30].
.
, ,
,
, tôm s
.
,
14
, pH,
,
.
Vi khuâ
̉
n Vibrio gây bê
̣
nh cho tôm
Các vi sinh vt gây bnh luôn tn tng sinh sng ca tôm
c, không khí, thn t vt ch. Mt trong s
các vi khun gây bnh nguy hi ph bin cho tôm là Vibrio ng vi
khun Gram âm, có kh ng, có hot tính oxidaza, hình que hoc
hình du phy, k khí không bt buc, không hình thành bào t, có th
c v mn khác nhau. Nhóm vi khun này tn tc
t thành phn ca qun th vi sinh vt t
khi gu kin bt li cho tôm, chúng tr thành vi khun có kh nh,
vì vc xp vào loi vi khun gây bi trên tôm) [49]. Vibrio spp.
rt ph bi c mn, mt s loài có kh nh cho tôm (V.
cholera, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. vulnificus, V. urnissii
ng gây ra các bnh nghiêm trm trng, bu vàng,
b nhim vi khuu, mt s tôm s
b tiêu hc phi dn dn làm b tc h th
ca máu [38i t hay gn mc, l , b
hoc xanh. Nng tip tc x ng vi khun gây
bnh, tôm s cht nhiu trong mt thi gian ngn hoc bnh s chuyn
thành dng nhim khun mãn tính. Nhng bnh này ch mang tính chi khi
c b ô nhic bic b ô nhim hc tôm cá chu tình trng sc
do mu ki i nhi, pH, m th quá dày,
s i v mn cc.
Vi khun Vibrio m nuôi tôm rng
n theo thi gian nuôi, s t ci vào cui v. Kt qu nghiên cu
ca Nguyn Trng Nho và ctv (1996) [21m tôm các tnh Nam Trung B b
bnh có s ng vi khun Vibrio tng s t 110-1500 t bào/ml. Theo
Tâm và ctv (1998) [29], Nguyn Vit Thng (1998) [33] kho sát các nguyên nhân
gây cht tôm các tnh phía Nam cho r m nuôi tôm b cht, s
lng vi khun Vibrio spp. tng s t cao. S xut hin, phân b ca các
chng Vibrio là theo mùa và ph thuc vào ch ng c c. Hin
ng bùng n Vibrio xng hc b ng. Vinh
15
ng vi khun Vibrio spp. rt quan tr ch ng kim tra chc,
nh kh nh lí có th xm nuôi tôm.
1.4.
.
,
,
.
.
tôm c.
, ,
, gây
.
1.4.1.
, ,
. Tôm
.
: hô
,
,
,
,
. ,
28-36
o
C [27].
1.4.2.
,
: pH = ln [H
+
].
tr
.
, mang,
.
2
S,
,
3
. 7,2 8,8
[37].
1.1. ,
(
, 2002) [24]
pH
G
a tôm,
16
4
,
5-6
7-8
9
10
> 10
1.4.3.
,
. Nhu
. ,
15-35NaCl,
29 -30NaCl.
35[21].
1.4.4. Oxy tan (DO)
Oxy
,
,
.
oxy
: ,
,
. Khi nuôi tôm, ,
, oxy
i nhau. Oxy
,
,
oxy
, .
, oxy ,
,
.
oxy : 5-
8mg/l . ,
oxy ,
.
oxy
tôm, . Chanratchakool P. (1995) [44]
oxy
< 4mg/
, ,
. Chiu
Liao P. (1992) [45]
oxy 3,5 mg/
tôm, .
oxy
nuôi.
,
oxy
(Gaudiosa, 1975) [50].
17
1.4.5. COD, BOD
oxy oxy
2
2
O.
oxy
oxy .
i tôm ,
,
[15].
tiêu hao oxy do qu (
),
,
.
ôm
,
0,5
1,2mg/l,
10 - 12 mg/l [23]. ,
1,9 - 6,5 mg/
[23].
. . Tiêu
h BOD < 10 mg/l,
4 -8 mg/l [23].
, ,
oxy
(DO) trong
oxy . Khi COD,
,
. g
oxy .
oxy
.
oxy
.
, /
1,
,
(
,
, , x) [37].
1.4.6.
, Vibrio spp. v
.
[37]:
CO
2
+ PO
4
+nNH
3
i +n O
2
18
72 ,
, t .
nhiên.
, t62 ,
(86,1%
).
, .
i cao, .
(zooplankton) .
[11].
.
.
. Tuy nhiên,
[37], [38].
.
Vibrio spp. t
,
,
.
(1996) [23] ,
Vibrio spp. t110 1500
/ml. V
Vibrio sp. r
.
,
,
,
.
gian nuôi,
,
.
.
107
/
, [2].
1.4.7. Nit
, ammon
3
4
+
. Ammon
,
oxy
,
. Amôni
19
NH
4
+
. NH
3
, tuy nhiên NH
3
,
. NH
3
.
,
3
,
3
.
Nitrit (NO
2
-
)
NO
2
-
. , NO
2
-
nh,
[1].
(
1
.
,
)
. Nitrit
,
oxy
.
-
.
Nitrat (NO
3
-
)
,
du. Tuy nhiên,
7 mg/
[2].
,
4
+
, NH
3
, NO
2
-
, NO
3
-
,
.
NH
3
+ 1,5 O
2
NO
2
-
+ H
2
O + H
+
NO
2
+ 0,5 O
2
NO
3
-
oxy ammon
2
-
, NO
3
-
,
oxy
, oxy 1 mg amôni
2
-
3,43
mg O
2
,
3
-
4,5 mg O
2
.
. T
, amôni, nitrit,
.
,
.
Nitrosomonas bacteria
Nitrobacter bacteria
20
1.4.8. Photphat (PO
4
3-
)
, , trong
,
3 : orthophotphat (PO
4
3-
), orthophotphat monohydro
(HPO
4
2-
) (H
2
PO
4
3-
).
4
3-
[14]. PO
4
3-
, 1 mg/l,
PO
4
3-
. Trong
PO
4
3-
. ,
phân lân. PO
4
3-
0,5 mg/l [38].
c,
2
, ,
. Tuy nhiên,
amôni
,
th , .
,
,
,
,
oxy
. Tron
,
[37].
1.4.9. Sulphuahydro
[31].
,
: H
2
S, HS
-
, S
2-
. Tuy nhiên,
2
,
.
(
20
0
= 5)
99%
2
[48].
H
2
SO
4
2-
+ 8H
+
S
2-
+ 4 H
2
O
S
2-
+ H
+
HS
-
HS
-
+ H
+
H
2
S
:
SO
4
2-
+ 2(CH
2
O) + 2 H
+
H
2
S + 2 CO
2
+ 2 H
2
O
,
+
2
. Theo
21
(1994) [21],
,
2
S không
0,1 mg/l.
1.2.
(
, t
, 2000) [16]
(0C)
23-30
6,5 8,5
O
2
(mg/l)
5-8
CO2
3-10
NH4
+
1,0
PO
4
3-
0,5
<0,3
COD (mg O
2
/ l)
10 20
H
2
S
0,0
(%
0
)
18 - 30
1.5.
.
1.5.1. ,
m nuôi tôm, là nhng h u nhiu
ng ci. Tuy v c t nhiên
khác, h m nuôi tôm, c cu thành bc, khoáng cht, các hp
cht h thy sinh vt. Vi sinh vt là mt thành phn quan trng
ca h thy vi sinh vt i chúng không nh o trong các
chu trình chuyn hóa các nguyên t n cu to nên hp cht h
ng trc tip hoc gián tip lên ngun li thy sn ci nuôi trng [13], [35].
Vi sinh vt hc nuôi tôm bao gm các nhóm có kh i
22
p cht hn hóa các hp chng thi bn
i vi tôm (không sinh ra sn phc hi, không
gây bnh). Hot ng sng ca chúng s giúp ích cho vic ci thin chng môi
c, nh pH, tu king không thun li vi các vi
sinh vt gây hi, cnh tranh và c ch s phát trin ca nhóm vi sinh vt gây bnh
tôm , ng nhanh, khe mng sinh thái
c cân bng [28].
c nuôi tôm, luôn tn ti các hp cht h
nhiu ngung tha, phân tôm , cht tit ra t mi
quá trình ti cht ca thy sinh vng vt, thc v[4
nu n ca chúng trong c quá cao s gây ô nhim nguc và dn ti
các hi chng sc tôm, . Hong tích cc ca các vi sinh vt phân gii các
hp cht h giúp gii phóng nhng tn ti hm nguc,
ng thi b sung trc tip hoc gián tip vào ngung cn thing
vt nuôi trng [43 các hong phân gii cht h vi sinh vt hu
ca các quá i ch
th chúng. Nng v vi khun là vi sinh vt d ng nên
chúng cn cht h làm th dng
nhng ch thu nhn các tin cht cho vic xây dng nên t bào ca mình và
thu nhng cho các quá trình st cht hc vi sinh
vt bii thành các chng và cui cùng trong nhu kin
phù hp thì chuy c li thành nhng ch u. Trong môi
c nuôi tôm, các loi cht hng chim t l ln là: protein,
phân hc ht là nh nhiu loi vi khu
Pseudomonas, Clostridium, Bacillus và h vi khun Enterobacteriaceae [34]. i
din cho nhóm vi sinh vt hu ích chuyn hóa các hp cht cacbonhidrat bao gm
các chi Bacillus, Lactobacillus, Streptococus, Cellulomonas, Aerobacter
nghiên cu c th y bên cnh kh i cht h
vi khun này còn có kh nh tranh sinh hc, c ch s phát trin ca các vi
khun gây bnh tôm là Vibrio và Aeromonas [35], [39], [61].
c nuôi tôm, vn là mng, thc
i cung ca, ngoài ra còn t phân tôm, và
ng vt thy sinh. Mt khác, mt s hp ch
3
là mt khí
23
c vi tôm và NO
3
-
i vi nhing v
phân gii hp cha nhóm vi khun amôn hóa, nhóm vi khun nitrat
hóa và nhóm vi khun phc bic quan tâm. Tuy nhiên, ch mt
s ít vi sinh vt (vi khun sng t c, vi khun sng cng sinh vi
thc vt, vi khun quang h thành d
hp cht mà các vi sinh vt khác có th s dc. Dng amôniac (NH
3
) và
nitrat (NO
3
-
c to và nhiu vi sinh vt hp th to nên ngu
chúng li tr thành ngun thng vt thy sinh.
- Nhóm vi khun amôn hóa: Nhóm này phân gii protein và các hp cht
ho thành amôniac, hong ca nhóm vi khun amôn hóa giúp
loi b các hp cht hm nguc nuôi tôm, góp phn to nên
mng trong sch cho tôm phát trin.
- Nhóm vi khun nitrat hóa: vi khun amôn hóa là vi khun hu ích, song
sn phm mà chúng sinh ra là NH
3
, nc n NH
4
+
t
mc cho phép s gây hng vt nuôi trng [1]. Nhóm vi khu
là các chi Nitrosomonas, Nitrococus, Nitrobacter, Nitrospira, c xp vào
nhóm vi khun hc nuôi tôm vì chúng có kh
chuyn hóa NH
4
+
thành NO
3
-
(dc vng và các sinh vt khác
m). Mt khác, NO
3
-
do hong ca chúng sinh ra li có th ng
hóa trong tng hp protein ca nhiu sinh vt và ty, nhóm vi khun nitrat
hóa không ch làm gi c cc mà còn góp phn làm mi nguc,
mang li các cht d hp th ng vt thy sinh [51], [55].
Pseudomonas, Bacillus, Paracoccusn có kh NO
3
-
thành N
2
khí quyn, giúp khép kín vòng tuy vng thi
hn ch mt tác nhân gây hng vt nuôi tr c nuôi tôm
i các nhà máy x c thi, s ng và hong sinh lý ca nhóm
vi khun nitrat hóa và vi khun ph gii hn
t quá trình chuyn hóa sinh hc cc [26].
Vi sinh vt d ng và thu nhng bng nhiu phn
ng xúc tác enzym. Các enzym c hiu qu xúc
tác chuyn hóa cao. Mt s enzym i các phn ng sinh hóa
hing chuyn hóa mt s t khó phân hy. Có 2 loi enzym là enzym
ni bào vào enzym ngoi bào. Enzym ngoi bào phân ht cao phân t
24
thành các phân t nh có th di chuyn vào t bào qua màng sinh cht.
Enzym ni bào xúc tác các phn ng oxy ng và sinh tng
hp trong t bào. Trong quá trình phân ht hu thuc
v các vi sinh vt có kh ng hp các enzym thy phân ngoi bào.
1.5.2.
n
Probiotic
a t chc y t th gii WHO, probiotic là “những vi sinh
vật còn sống khi đưa vào cơ thể một lượng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của cơ
thể” [48].
,
,
.
. 1959,
.
,
[54]. ,
.
.
th
.
(
), l(
c
, g
).
Ngày nay, khái nic m rng.
to s cân bng gia các vi sinh vt trong
ng. c ta, vic s dng các ch phm sinh h
và sn xut ging ch mi ng dng nhiu t lc t
s dy kt qu tt. Hin nay Vit Nam, hu h nuôi tôm
u s dng ch phm vi sinh vt probiotic. Vi mng,
i ta th tôm, vi m quá dày trong khi không có bin pháp x lý môi
ng thích hp, dn hing thm, làm gim oxy hòa tan khin tôm,
ngt thng các NH
3
, NH
4
+
, NO
2
-
, NO
3
-
, H
2
khin tôm
