Nghiên cứu một số nhóm vi khuẩn đóng vai trò chủ đạo trong chu trình nitơ và phospho nhằm mục đích ứng dụng để xử lý ô nhiễm môi trường

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CƠ BẢN TRONG KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------------------------

BÁO CÁO TỔNG HỢP
KÉT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI

Tên đề tài:

Nghiên cứu một số nhóm vi khuẩn đóng vai trị chủ đạo trong
chu trình Nitơ và Phospho nhằm mục đích ứng dụng để xử lý ô
nhiễm môi trường

Mã số:

621506

Lĩnh vực:

Khoa học sự sống

Chủ nhiệm đề tài:

TS. Đinh Thuý Hằng

Đơn vị chủ trì:

Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học
Đại học Quốc gia Hà nội

Hà nội, tháng 1 năm 2009

MỤC LỤC

I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI……………………………………………..1
II. KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI………………………………………..1
1. Kết quả nghiên cứu
1.1 Mô tả kết quả nghiên cứu………………………………………………….1
1.1.1 Vi khuẩn tham gia chu trình nitơ trong các mẫu nghiên cứu………...1
1.1.1.1 Vi khuẩn ơxy hoá ammonium (AOB)………………………….1
1.1.1.2 Vi khuẩn khử nitrat (NRB)…………………………................4
1.1.1.3 Vi khuẩn cố định nitơ………………………….........................7
1.1.2 Vi khuẩn tham gia chu trình phospho…………………………..........8
1.1.2.1 Vi khuẩn tích luỹ phosphat hiếu khí…………………………..................8
1.1.2.2 Vi khuẩn tích luỹ phosphat kỵ khí…………………………....11
1.2. Ý nghĩa khoa hoc của kết quả nghiên cứu…………………………..........11
1.3. Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quả khoa học……………....11
2. Các sản phẩm khoa học…………………………...........................................12
3. Kết quả tham gia đào tạo sau đại học…………………………......................12
III. TÌNH HÌNH TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI …………………………........13
IV. ĐÁNH GIÁ, KIẾN NGHỊ…………………………...........................................13
1. Đánh giá về việc thực hiện đề tài…………………………............................13
2. Về nội dung nghiên cứu tiếp của đề tài…………………………....................13
3. Kiến nghị về quản lý, tổ chức thực hiện ở các cấp…………………………...13

V. PHỤ LỤC: Các cơng trình đã hồn thành sẽ công bố

2

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỰC HIỆN
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1. Tên đề tài:

Nghiên cứu một số nhóm vi khuẩn đóng vai trị chủ đạo trong chu
trình Nitơ và Phospho nhằm mục đích ứng dụng để xử lý ô nhiễm
môi trường

Mã số:

621506

Lĩnh vực:

Khoa học sự sống

Hướng: Vi sinh vật học

2. Chủ nhiệm đề tài: TS. Đinh Thúy Hằng
3. Đơn vị chủ trì:

Viện Vi sinh vật và Cơng nghệ Sinh học - ĐHQGHN

Địa chỉ:

E2, 144 Xuân thủy, Cầu giấy – Hà nội

Số điện thoại:

04 7547407

4. Danh sách cán bộ tham gia chính:
STT
Họ và tên
Học vị
1
Đinh Thúy Hằng
TS. sinh học
2
Nguyễn Minh Giảng CN Công nghệ
môi trường
3
Thái Mạnh Hùng
KS Công nghệ
hóa thực phẩm
4
Nguyễn Thị Tuyền
CN Sinh học

Chức danh
Nơi cơng tác
Chủ nhiệm ĐT Viện VSV & CNSH
Thành viên
Viện VSV & CNSH
Thành viên

Viện VSV & CNSH

Thành viên

Viện VSV & CNSH

5. Thời gian thực hiện đã được phê duyệt:
Năm bắt đầu: 2006

Năm kết thúc: 2008

6. Thời gian kết thúc thực tế: tháng 1 năm 2009
7. Kinh phí thực hiện: 60 000 000 (sáu mươi triệu đồng)
II. KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI
1. Kết quả nghiên cứu
1.1 Mô tả kết quả nghiên cứu
1.1.1 Vi khuẩn tham gia chu trình nitơ trong các mẫu nghiên cứu
1.1.1.1 Vi khuẩn ơxy hố ammonium (AOB)
Đa dạng vi khuẩn tham gia chu trình nitơ được nghiên cứu trên mẫu nước và bùn đại diện
cho 3 dạng môi trường sinh thái khác nhau, gồm có hồ Ba Mẫu (mơi trường nước ngọt),
bùn đáy đầm tôm ở Quảng ninh (môi trường nước lợ) và dịch thu từ bể khí sinh học tại
3


nhà máy bia Thanh hóa (mơi trường nhiễm hữu cơ nặng). Hai nhóm vi khuẩn được tập
trung nghiên cứu trong khn khổ đề tài là vi khuẩn ơxy hóa ammonium (AOB) và vi
khuẩn sinh trưởng kỵ khí khử nitrat.
Kết quả phân tích cho thấy trong số các mẫu được chọn để nghiên cứu, mẫu từ
tầng nước mặt của hồ Ba Mẫu có số lượng AOB cao nhất (2,1 x 109 tế bào/ml), các mẫu
cịn lại có số lượng thấp hơn nhiều, như mẫu dịch đáy đầm tơm có 2 x 103 tế bào/ml và
mẫu dịch từ bể xử lý kỵ khí nước thải nhà máy bia Thanh hóa hồn tồn khơng có AOB.
Như vậy số lượng AOB tỷ lệ nghịch với nồng độ chất hữu cơ, hay nói cách khác số lượng
AOB phụ thuộc rõ ràng vào nồng độ ôxy hòa tan trong các mẫu (Bảng 1).
Bảng 1. Số lượng vi khuẩn AOB và NRB trong các mẫu nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu
Hồ Ba Mẫu tầng mặt
Hồ Ba Mẫu tầng đáy
Đầm tơm Quảng ninh
Bể xử lý kỵ khí

Số lượng AOB
(tế bào/ml)
2,1 x 109
KXĐ
2 x 103
0

Số lượng NRB (tế bào/ml)
Na-Lactat
Na-Acetat
Na-Benzoat
KXĐ
2,4 x 108
2,4 x 108
2,4 x 108
2,4 x 108
4 x 106
3 x 105

Hai mươi chủng AOB được phân lập từ các mẫu khác nhau dựa trên sự khác biệt
về đặc điểm hình thái khuẩn lạc. Sau khi quan sát hình thái tế bào và đánh giá sơ bộ về
khả năng sinh trưởng trên mơi trường ammonium, các chủng này được phân thành 6
nhóm khác nhau (Bảng 2).
Bảng 2. Các nhóm vi khuẩn AOB phân lập được trong nghiên cứu này

STT

Chủng đại diện

1

AOB 3

2

AOB 10

3

AOB 12

4

AOB 13

Đặc điểm khuẩn lạc trên môi trường
phân lập
Khuẩn lạc trịn, lõm, riềm trơn, màu
trắng đục, mỏng, kích thước 3 mm.
Khuẩn lạc trịn, mỏng, riềm nhăn-ướt,
màu trắng, kích thước 2 - 4 mm
Khuẩn lạc trịn, mỏng, riềm nhăn, kích
thước 1-5 mm có 2 phần lồi, phần ngồi
lồi tạo thành vòng tròn và phần giữa ướt,
màu trắng

Khuẩn lạc tròn, mỏng, riềm nhăn, kích
thước 1-5 mm, màu trắng, có 2 phần lồi,
phần ngồi lồi tạo thành vịng trịn và
phần giữa ướt màu sẫm
4

Sinh trưởng nhờ
ơxy hóa NH4+
++
++
++

+


5
6

Khuẩn lạc trịn, lồi phần nhỏ ở giữa, riềm
nhăn, khơ, kích thước 0,5 - 2,5 mm
Khuẩn lạc trịn, trơn, bóng, phần giữa
màu nâu, phần riềm trắng đục, kích thước
0,5 – 2 mm

AOB 15
AOB 18

++
+

Hoạt tính sinh học của các chủng AOB đại diện được đánh giá thông qua xác định
sự thay đổi hàm lượng ammonium trong môi trường nuôi cấy theo thời gian. Kết quả
được trình bày trên biểu đồ dưới đây.
12
10

Ammonium (mM)

Control
AOB-3

8

AOB-12
6

AOB-10
AOB-15

4

AOB 13
AOB-18

2
0
0

20

40

60

80

100

120

Thời gian (h)

Hình 1. Khả năng chuyển hóa ammonium của các chủng AOB đại diện.

Như vậy hoạt tính sinh học của các chủng AOB cũng rất khác nhau. Hai chủng có
hoạt tính cao là AOB3 và AOB15 được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu về các đặc điểm
sinh lý, sinh hóa và phân loại dựa trên phân tích trình tự 16S rADN.
Quan sát hình thái dưới kính hiển vi quang học, chủng AOB3 gồm các tế bào trực
khuẩn ngắn (kích thước 1 2-3 m), trong khi đó chủng AOB15 gồm các tế bào trực
khuẩn dài (kích thước 13-5 m) có xu hướng kết nối với nhau tạo chuỗi ở giai đoạn sau
của q trình ni cấy (Hình 2).

5


AOB3

AOB15

Hình thái tế bào của hai chủng vi khuẩn AOB3 và AOB15 quan sát dưới

Hình 2.

kính hiển vi quang học.

Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuẩn này cũng được tiến hành
nghiên cứu, kết quả được tổng hợp trong bảng 3.
Bảng 3. Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuẩn AOB3 và AOB15
STT
1
2
3
4
5

Chủng vi khuẩn

Yếu tố sinh trưởng
Nhiệt độ (C)
pH môi trường
Nồng độ muối (%)
Mối tương quan với ơxy
Nguồn nitơ

AOB3
20 – 37
6–9
0–5
Hiếu khí
NH4+, NO3, peptone

AOB15
25 – 28
5–9
0–3
Hiếu khí
NH4+, peptone

Như vậy hai chủng AOB3 và AOB15 đều thuộc nhóm vi khuẩn ưa ấm điển hình.
Đáng chú ý là các chủng này có khả năng sinh trưởng ở dải pH rộng, đặc biệt là pH kiềm
(8, 9), đây cũng là môi trường mà ammonium tồn tại ở dạng NH4+.
Dựa trên trình tự 16S rADN chủng AOB3 được xếp vào chi Delftia (độ tương
đồng 96% với Delftia sp.), do vậy được đặt tên là Delftia sp.; chủng AOB15 được xếp vào
chi Thermomonas (độ tương đồng 96% với Thermomonas koreensis), do vậy được đặt tên
là Thermomonas sp.
1.1.1.2 Vi khuẩn khử nitrat (NRB)
Khác với vi khuẩn AOB, vi khuẩn khử nitrat (NRB) có mặt với số lượng tương đối cao ở
các mẫu phân tích, đặc biệt là mẫu bùn từ hồ Ba Mẫu và đầm tôm ở Quảng ninh (Hình 3).
Mẫu lấy từ bể xử lý kỵ khí có số lượng NRB thấp hơn 100 lần, có thể giải thích bằng sự
cạnh tranh cao của các nhóm vi sinh vật kỵ khí khác như sinh metan hay khử sulfat trong
dạng môi trường này.
6


Na-lactat

300

Triệu TB/ml

Na-benzoat

200

100

0
Hồ Ba Mẫu

Bể xử lý nước
thải

Đầm tơm Quảng
ninh

Hình 3. Số lượng NRB trong các mẫu thu thập từ các môi trường sinh thái khác nhau

Thông qua phương pháp làm dãy pha lỗng trên mơi trường kỵ khí thạch bán lỏng,
hiện tại chúng tôi đã phân lập được 22 chủng vi khuẩn kỵ khí khử nitrat trên các nguồn cơ
chất khác nhau (Bảng 4).
Bảng 4. NRB phân lập được trên các nguồn cơ chất khác nhau
STT Chất cho điện tử
1
2
3

Na-lactat
Na-Acetat
Na-Benzoat

Số chủng phân lập được
Môi trường nước ngọt
Môi trường nước lợ
6
2
0
0
2
2

Phân tích tính đa dạng của các chủng NRB đã phân lập bằng phương pháp RFLP
sử dụng 2 enzyme giới hạn HaeIII và MspI cho thấy phần lớn các chủng này được xếp
vào các nhóm di truyền khác nhau, khơng phụ thuộc vào nguồn gốc và cơ chất sử dụng để
phân lập (Hình 4).
Song song với việc xác định số lượng và phân lập chủng đơn NRB, chúng tôi tiến
hành nuôi tích lũy nhóm vi khuẩn này trên hai nguồn cơ chất khác nhau là Na-lactat và
Na-benzoat đối với mẫu đáy từ hồ Ba Mẫu (là mẫu tự nhiên có số lượng NRB cao nhất)
để nghiên cứu sự thay đổi của quần thể NRB qua các bước ni tích lũy và đa dạng loài
trong các mẫu này. Cấu trúc quần thể trong các mẫu làm giàu được phân tích bằng
phương pháp PCR-DGGE đoạn gen 16S rADN (Hình 5).

7


LF1 LF3 LF4 N1 N2 N3 LB2 LB4 BF1 BF3 BB2 BB3 M

bp

M LF1 LF3 LF4 N1 N2 N3 LB2 LB4 BF1 BF3 BB2 BB3

1500

1000
500

100

HaeIII

MspI

Phổ điện di 16S rADN của 12 chủng NRB sau khi xử lý bằng enzym giới hạn MspI và
HaeIII trong phân tích RFLP

Hình 4.

L0

L1

L2

LF1 LF3 LF4 N1

N2

N3

LB2 LB4

B0

B1

B2

BF1 BF3 BB2 BB3
10

11

11

11

12

1
2
4

13

3
6

5
7
8

14
15
16

6
8

8

8
17

9

14

14

18

9

A

B

Hình 5.Phổ băng điện di biến tính (DGGE) của các mẫu ni tích lũy và các chủng đơn NRB.
(A) Na-lactat: L0-L2 là kí hiệu các mẫu ni tích lũy; LF1, LF3, LF4, N1, N2, N3, LB2,
LB4 là kí hiệu các chủng đơn. (B) Na-benzoat: B0-B2 là kí hiệu các mẫu ni tích lũy;
BF1, BF3, BB2, BB3 là kí hiệu các chủng đơn. 1-18: tên các băng điện di.

Kết quả thu được cho thấy một số nhóm vi khuẩn đã được tích luỹ trong q trình
làm giàu (được thể hiện bằng các băng điện di ở lần làm giàu cuối cùng). Hai chủng LF1
(băng điện di số 8) và BB3 (băng điện di số 14) đại diện cho các nhóm vi khuẩn đã được
làm giàu trên hai nguồn cơ chất khác nhau là Na-lactat và Na-benzoat được lựa chọn để
tiến hành nghiên cứu sâu về khả năng ứng dụng.
Xác định hoạt tính khử nitrat của hai chủng này theo thời gian (với nguồn cơ chất
tương ứng là Na-lactat và Na-benzoat) (Hình 6) cho thấy tốc độ khử ở chủng LF1 cao hơn
rõ rệt so với chủng BB3. Tuy nhiên điều này có thể do sự khác nhau về cơ chất dẫn đến,
benzoat là hợp chất có vịng thơm, khó bị ơxy hố hơn so với lactat. Ở cả hai chủng, hoạt
tính khử nitrat cao nhất trong 5 ngày đầu ni cấy. Cả hai chủng đều có tiềm năng ứng
dụng trong việc xử lý nguồn thải nhiễm nitrat cao.
8


Nồng độ nitrat (mM/l)

4.200

LF1
BB3

3.500
2.800
2.100
1.400
0.700
0.000
0

24

48

72

96

120 144 168 192 216

Thời gian (h)
Hình 6. Khả năng khử nitrat của hai chủng LF1 và BB3

So sánh trình tự 16S rADN cho phép đặt tên chủng LF1 là Ochrobactrum sp. (loài
gần nhất là Ochrobactrum cytisi, 99% tương đồng) và chủng BB3 là Paracoccus sp. (loài
gần nhất là Paracoccus sp. KS-11, 96% tương đồng). Cả hai chi Ochrobactrum và
Paracoccus đều thuộc lớp α - Proteobacteria và được biết đến với nhiều lồi có khả năng
hơ hấp với nitrat trong điều kiện khơng có ơxy.
1.1.1.3 Vi khuẩn cố định nitơ
Trong khuôn khổ đề tài này chúng tôi tiến hành nghiên cứu sự đa dạng của vi khuẩn cố
định nitơ trong môi trường rừng ngập mặn, là môi trường cịn ít được nghiên cứu về nhóm
vi sinh vật này. Mẫu trầm tích để nghiên cứu được thu thập tại rừng phòng hộ Cần Giờ,
Tp HCM. Để đánh giá mức đa dạng của vi khuẩn cố định nitơ chúng tôi đã sử dụng
phương pháp thiết lập và đánh giá thư viện gen nifH mã cho dinitrogenase reductase của
phức hợp enzyme nitrognase. Phương pháp này cho phép đánh giá sự đa dạng không qua
bước phân lập và nuôi cấy chủng đơn, đồng thời cho phép phát hiện những loài hiện cịn
chưa phân lập được trong phịng thí nghiệm.
Hai thư viện gen nifH với 60 clone trong mỗi thư viện đã được thiết lập đối với
mẫu trầm tích bề mặt và mẫu trầm tích ở độ sâu dưới 5 cm. Kết quả phân tích thư viện
gen cho thấy mức đa dạng cao của vi sinh vật cố định nitơ trong cả hai mẫu (Hình 7).

Khác với quần thể các vi sinh vật cố định nitơ trong khu hệ rễ lúa hay cây họ đậu (do các
9


lồi hiếu khí như Rhizobium, Agrobacterium chiếm ưu thế), quần thể vi sinh vật cố định
nitơ tại rừng ngập mặn do các lồi kỵ khí Desulfovibrio, Geobacter chiếm ưu thế. Tuy
nhiên các lồi quang dưỡng như Cyanobacteria, Rhodobacter lại khơng tìm thấy tại đây.
40%

40%

0 – 5 cm

Hình 7.

VK cố định nitơ
chưa phân lập được

Vibrio sp.

Pseudomonas sp.

Wolinella sp.

Desulfovibrio sp. sp.

VK cố định nitơ
chưa phân lập được

0%

Methylomonas sp.

0%

Dechloromonas sp.

10%

Wolinella sp.

10%

Spirochaete sp.

20%

Vibrio sp.

20%

Desulfovibrio sp. sp.

30%

Geobacter sp.

30%

5 – 15 cm

Đa dạng vi khuẩn cố định nitơ trong mẫu bùn tại rừng ngập mặn Cần giờ theo
phương pháp phân tích thư viện gen nifH.

1.1.2 Vi khuẩn tham gia chu trình phospho
Nhóm vi khuẩn tham gia chu trình phospho được nghiên cứu trong đề tài này là vi khuẩn
có khả năng tích lũy phospho dưới dạng polyphosphat trong tế bào (hay còn gọi là vi
khuẩn poly P). Vi khuẩn polyP bao gồm cả các loài hiếu khí và kỵ khí, có vai trị trong
các pha xử lý khác nhau của chu trình xử lý nước thải.
1.1.2.1 Vi khuẩn tích luỹ phosphat hiếu khí
Để phân lập các chủng polyP hiếu khí, chúng tơi tiến hành ni tích lũy trên mơi trường
khống có nồng độ phosphat cao (10 mM Ca3(PO4)2), sau đó phân lập trên mơi trường
thạch đĩa tương ứng. Ba chủng ký hiệu là FW-Pp2, FW-Pp4 và FW-Pp5 được phân lập và
tinh sạch. Khả năng tích lũy phosphat của các chủng được đánh giá một cách định tính
thơng qua phương pháp nhuộm tế bào bằng dung dịch toluidin xanh, cho phép phát hiện
các hạt dự trữ poly P phân biệt với các cấu trúc khác của tế bào dưới kính hiển vi quang
học (Hình 8). Các chủng có tỷ lệ tế bào chứa hạt polyphosphat cao sau 48 h nuôi cấy được
10


coi là các chủng có hoạt tính cao. Trong số 3 chủng đã phân lập, chủng FW-Pp5 thể hiện
khả năng tích luỹ phosphat kém hơn cả, hai chủng cịn lại được lựa chọn để tiến hành các
nghiên cứu tiếp theo.

Hình 8. Tế bào vi khuẩn FW-Pp2 sau khi nhuộm toluidine blue

Khả năng tích luỹ phoshat của hai chủng hiếu khí FW-Pp2 và FW-Pp4 được đánh
giá một cách định lượng thông qua phương pháp xác định sự thay đổi của nồng độ
phosphat trong mơi trường ni cấy (Hình 9).

Phosphate (mg/L)

250

FW4
FW2

200

Control

150
100
50
0
0

20

40

60

80

100

Thời gian (h)

Hình 9.

Sự thay đổi nồng độ phosphat trong mơi trường ni cấy của hai chủng
FW-Pp2 và FW-Pp4

Như vậy khi có mặt vi khuẩn Poly-P (chủng FW-Pp2 và FW-Pp4), nồng độ
phosphat trong môi trường nuôi cấy giảm rõ rệt so với đối chứng khơng có vi sinh vật.
11


Đặc biệt trong trường hợp chủng FW-Pp2, nồng độ phosphat giảm tới trên 90% sau 2
ngày nuôi cấy. Đây là những kết quả trong phịng thí nghiệm cho thấy khả năng ứng dụng
các chủng vi khuẩn đang nghiên cứu vào việc loại phosphat từ nguồn ơ nhiễm bên ngồi.
Bên cạnh đó, điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng FW-Pp2 và FW-Pp4 cũng
được xác định để làm cơ sở cho việc kiểm soát hoạt động của chúng khi được đưa ra môi
trường (Bảng 5). Kết quả cho thấy cả hai chủng đều có khả năng sinh trưởng trong điều
kiện nhiệt độ, độ pH và nồng độ muối thay đổi trong biên độ lớn, đây là một trong những
yếu tố thuận lợi tạo điều kiện sống sót và cạnh tranh cao của chúng khi được đưa ra mơi
trường bên ngồi.
Bảng 5. Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuẩn FW-Pp2 và FW-Pp4
Yếu tố sinh trưởng

STT
1
2
3
4
5

Nhiệt độ (C)
pH môi trường

Nồng độ muối (%)
Mối tương quan với ôxy
Nguồn nitơ

Chủng vi khuẩn
FW-Pp2
FW-Pp4
28 – 37
28 – 37
6–8
6–8
0–8
0–3
Hiếu khí
Hiếu khí
+

NH4 , NO3 , peptone
NH4+, NO3, peptone

Về hình thái, cả hai chủng FW-Pp2 và FW-Pp4 đều gồm các tế bào trực khuẩn
ngắn (Hình 10), chuyển động chậm trong mơi trường dịch thể.
FW-Pp2

Hình 10.

FW-Pp4

Hình thái tế bào của hai chủng vi khuẩn tích luỹ phosphat FW-Pp2 và FWPp4 quan sát dưới kính hiển vi quang học.

So sánh trình tự 16S rADN cả hai chủng này đều được xếp vào chi Bacillus (loài
gàn gũi nhất là B. subtilis, độ tương đồng là 97% và 96% tương ứng). Hai chủng vi khuẩn
polyP này do vậy được đặt tên là Bacillus sp. FW-Pp2 và Bacillus sp. FW-Pp4.
12


1.1.2.2 Vi khuẩn tích luỹ phosphat kỵ khí
Song song với vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn polyP kỵ khí khử nitrat cũng được ni
tích tũy trong mơi trường khống chứa nitrat làm chất nhận điện tử, sau đó phân lập trên
ống môi trường thạch bán lỏng. Bằng các phương pháp này, 4 chủng polyP kỵ khí khử
nitrat đã được phân lập, trong đó hai chủng có nguồn gốc từ mơi trường nước ngọt (FWPN2 và FW-PN7) và hai chủng có nguồn gốc tư môi trường nước lợ (BW-PN2 và BWPN9). Tuy nhiên thí nghiệm xác định khả năng tích luỹ phosphat định tính thơng qua
phép nhuộm toluidin blue đối với cả 4 chủng này chưa cho kết quả dương tính.
1.2. Ý nghĩa khoa hoc của kết quả nghiên cứu
Trong đề tài này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu các nhóm vi khuẩn chính tham gia hai
chu trình nitơ và phospho ở 3 dạng môi trường đại diện là nước ngọt, nước lợ và nước
nhiễm hữu cơ cao. Kết quả thu được của đề tài đã thể hiện một số điểm mới so với các
nghiên cứu đã tiến hành trước đây như sau:
- Áp dụng một số phương pháp sinh học phân tử (như RFLP, DGGE, thiết lập và
phân tích thư viện gen) để nghiên cứu tính đa dạng của vi sinh vật mà không thông qua
bước phân lập.
- Xác định được tính đa dạng cao của các nhóm tham gia chu trình nitơ, đặc biệt là
vi khuẩn khử nitrat và vi khuẩn cố định nitơ. Bên cạnh đó cũng xác định được các nhóm
chiếm ưu thế đối với mỗi nhóm chức năng.
- Bằng phương pháp vi sinh truyền thống đã phân lập và tuyển chọn được các
chủng vi khuẩn ơxy hố ammonium, khử nitrat và tích luỹ phosphat đại diện.
- Đã xác định được hoạt tính sinh học, nghiên cứu điều kiện sinh trưởng cũng như
đặc điểm phân loại của các chủng vi khuẩn đã phân lập nhằm đánh giá khả năng ứng dụng
của chúng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường.
1.3. Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quả khoa học
Nitơ và phospho là hai yếu tố hoá học quan trọng đối với mỗi q trình xử lý ơ nhiễm.

Việc làm cân bằn hai yếu tố này cùng với các yếu tố xử lý khác như nguồn cacbon,
ôxy, ...quyết định thành công của quá trình xử lý. Trên cơ sở đó, những kết quả thu được
trong nghiên cứu này có một số ý nghĩa quan trong sau:

13


-

Cung cấp thông tin về sự đa dạng và mật độ của những nhóm vi khuẩn đóng vai trị
chính trong chu trình nitơ và phospho trong các mơi trường ơ nhiễm hữu cơ ở mức
độ khác nhau. Đây là những thông tin cần thiết khi phải giải quyết một bài tốn xử
lý ơ nhiễm nói chung.

-

Xây dựng được một bộ giống vi khuẩn gồm các loài chủ chốt trong hai chu trình
này, đặc biệt là những chủng có hoạt tính sinh học cao, làm cơ sở cho các nhà
nghiên cứu phát triển sinh phẩm để ứng dụng vào việc xử lý ô nhiễm.

-

Tạo điều kiện để cán bộ của Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học tham gia thực
hiện đề tài có cơ hội tiếp xúc và làm việc với một số phương pháp nghiên cứu mới,
đặc biệt là các phương pháp SHPT và phương pháp nuôi cấy vi sinh vật kỵ khí.

2. Các sản phẩm khoa học
Các cơng trình đã hồn thành sẽ cơng bố:
1. Nguyễn Thị Tuyền, Nguyễn Minh Giảng, Vũ Hoàng Giang, Đinh Thúy Hằng. Đa
dạng vi khuẩn khử nitrat trong một số môi trường sinh thái ở Việt nam và các

chủng đại diện. Tạp chí khoa học - Khoa học tự nhiên và cơng nghệ (Đại học
Quốc gia Hà Nội).
2. Đinh Thuý Hằng, Trần Triết. Quá trình cố định nitow trong rừng ngập mặn
Cần Giờ và các vi sinh vật tham gia. Tạp chí công nghệ sinh học (Viện Khoa học
và Công nghệ Việt Nam)
Tổng hợp kết quả
STT

Kết quả cơng bố

1
2
3
4
5

Tạp chí KH quốc tế
Hội nghị KH quốc tế
Tạp chí KH quốc gia
Hội nghị KH quốc gia
Sách chun khảo

Số lượng cơng trình theo
đăng ký trong thuyết minh
Khơng
Khơng
2
Khơng
Khơng

Số lượng cơng trình
thực hiện
Khơng
Khơng
2
Khơng
Khơng

3. Kết quả tham gia đào tạo sau đại học
Học viên cao học đăng ký thực hiện đề tài khơng tiếp tục vì kỹ thuật kỵ khí và kỹ thuật
sinh học phân tử phức tạp (đã xin rút trong báo cáo trung gian năm 2007).

14


III. TÌNH HÌNH TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI (tính đến thời điểm lập báo cáo)
1. Tổ chức thực hiện: tương đối thuận lợi
2. Sử dụng kinh phí:
STT

theo kế hoạch dự trù thực hiện đề tài (năm 2006 và 2007)

Nội dung chi

Kinh phí

Kinh phí thực

được duyệt

hiện

(triệu đồng)

(triệu đồng)

1

Th khốn chun môn

25 000 000

25 000 000

2

Nguyên vật liệu, năng lượng

30 000 000

22 592 000

3

Trang thiết bị

Khơng có

Khơng chi

4

Chi khác

5 000 000

3 429 800

Tổng số

60 000 000

Ghi chú

45 021 800

IV. ĐÁNH GIÁ, KIẾN NGHỊ
1. Đánh giá về việc thực hiện đề tài
Đề tài được thực hiện theo đúng tiến độ, đảm bảo đầy đủ các nội dung nghiên cứu đa đưa
ra trong bản thuyết minh.
2. Về nội dung nghiên cứu tiếp của đề tài
Theo nhu cầu thực tế về giải quyết ô nhiễm môi trường, chúng tôi kiến nghị xin được tiếp
tục nghiên cứu ứng dụng nguồn vi sinh vật có được trong đề tài này để xây dựng và thử
nghiệm chế phẩm sinh học phục vụ cho xử lý nước thải có hàm lượng nitơ cao
3. Kiến nghị về quản lý, tổ chức thực hiện ở các cấp
Hà nội ngày 12 tháng 01 năm 2009
Xác nhận của cơ quan chủ trì

Chủ nhiệm đề tài

(Ký tên và đóng dấu)

Đinh Thúy Hằng

15