xử lý nước thải từ nhà máy của công ty cổ phẩn thuốc sát trùng cần thơ bằng 2 dòng vi tảo chlorella sp. và scenedesmus sp.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC


XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ NHÀ MÁY CỦA CÔNG TY CỔ
PHẨN THUỐC SÁT TRÙNG CẦN THƠ BẰNG 2 DÒNG VI
TẢO Chlorella sp. VÀ Scenedesmus sp.









CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGS. TS. NGUYỄN HỮU HIỆP
SINH VIÊN THỰC HIỆN
BÙI HOÀNG KHANG
MSSV: 3092477
LỚP: CNSH TT K35
Cần Thơ, 12/2013
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
PHẦN KÝ DUYỆT



CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(ký tên) (ký tên)



PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiệp Bùi Hoàng Khang



DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(ký tên)

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã nhận được sự hỗ trợ và
động viên giúp đỡ tận tình của cha mẹ, quý thầy cô, các anh chị và các bạn để em có thể
hoàn thành tốt luận văn này. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thành
đến:
PGS. TS. Nguyễn Hữu Hiệp đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và tạo mọi
điều kiện thuận lợi từ việc định hướng luận văn, theo dõi tiến trình thí nghiệm, giải quyết
những vấn đề phát sinh trong lúc làm thí nghiệm cũng như lúc viết luận văn.
Quý Thầy Cô Viện NC và PT Công nghệ Sinh học đã quan tâm và tạo điều kiện
tốt nhất cho em nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Quý thầy cô, các anh, chị quản lý các phòng thí nghiệm của Viện NC và PT Công
nghệ Sinh học cũng như dự án AKIZ cùng các bạn lớp Công nghệ Sinh học Tiên Tiến
Khóa 35 đã hỗ trợ thực hiện các quy trình và cách thức sử dụng trang thiết bị phục vụ
cho đề tài.
Tôi xin gửi lời tri ân đến gia đình, người thân và bạn bè đã ủng hộ về mặt vật chất
cũng như tinh thần để tôi an tâm hoàn thành tốt đề tài của mình.
Xin kính chúc quý Thầy cô, ba mẹ, các anh chị dồi dào sức khỏe và chúc các bạn
lớp Công nghệ Sinh học Tiên Tiến Khóa 35 báo cáo luận văn thành công tốt đẹp.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013



Bùi Hoàng Khang



Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
TÓM TẮT
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của
xã hội. Đặc biệt, nhiều nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu gây ô nhiễm môi trường, ảnh
hưởng trực tiếp đến đời sống sinh hoạt và sức khỏe của người dân. Trong khi đó,
Chlorella sp. và Scenedesmus sp. là hai dòng vi tảo đã được ứng dụng để xử lý nhiều
dạng nước thải từ lâu và có tiềm năng xử lý nước thải công nghiệp rất lớn.
Kết quả đề tài cho thấy quá trình xử lý bằng phương pháp oxy hóa đã làm giảm
độc tính cũng như chỉ số COD nhưng hàm lượng một số kim loại nặng như đồng, niken
và kẽm lại tăng lên. Tuy nhiên, nếu kết hợp với phương pháp xử lý sử dụng vi tảo
Chlorella sp. sẽ loại trừ các kim loại nặng đó cũng như các kim loại nặng còn tồn đọng
khác như nhôm và sắt. Ngược lại, vi tảo cũng cần bước xử lý bằng phương pháp oxy
hóa làm giảm độc tính để phát triển được và làm giảm chỉ số COD thấp hơn nữa. Kết
hợp các phương pháp xử lý bằng hóa học ban đầu và sau đó phương pháp sinh học
được đánh giá là phù hợp nhất để xử lý được nước thải từ nhà máy công ty thuốc sát
trùng Cần Thơ.

Từ khóa: Chlorella sp., COD, kim loại nặng, Scenedesmus sp.









Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ii
TÓM TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu 1
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1 Sơ lược về tảo 2
2.1.1 Ứng dụng của tảo 3

2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của vi tảo 3

2.1.3 Phương pháp nuôi vi tảo 4

2.1.4 Một số phương pháp xác định quá trình sinh trưởng của vi tảo 5

2.2 Sơ lược về Scenedesmus sp. 6
2.3 Sơ lược về Chlorella sp. 7
2.4 Khả năng xử lý nước thải độc hại của tảo 9
2.4.1 Khả năng xử lý kim loại nặng của tảo 9

2.4.2 Khả năng xử lý hợp chất phenol của tảo 10

2.4.3 Khả năng xử lý thuốc trừ sâu của tảo 12

2.5 Giới thiệu các chỉ tiêu của nước thải từ nhà máy thuốc trừ sâu. 13
2.5.1 LUMIStox 13

2.5.1 Nitritox 14

2.5.1 Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS) 14

CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
3.1 Phương tiện nghiên cứu 16
3.1.1 Thời gian và địa điểm 16

3.1.2 Dụng cụ, thiết bị 16

3.1.3 Vật liệu 17

3.2 Phương pháp nghiên cứu 17
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19
4.1 Khảo sát sự phát triển của hai dòng vi tảo trong hai loại nước thải từ nhà
máy sản xuất thuốc sát trùng Cần Thơ. 19
4.2 Khảo sát chỉ số Nitritox của các nghiệm thức 21
4.3 Khảo sát chỉ số Lumistox của các nghiệm thức 22
4.4 Khả năng làm giảm chỉ số chỉ số COD của 2 dòng vi tảo 23
4.5 Khảo sát khả năng xử lý kim loại nặng của hai dòng vi tảo 24
4.5.1 Nhôm 24

4.5.2 Đồng 25

4.5.3 Sắt 26

4.5.4 Niken 27

4.5.4 Kẽm 28

CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 29
5.1 Kết luận 29
5.2 Đề nghị 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO 30
PHỤ LỤC 1

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Tóm tắt ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp nuôi tảo 5
Bảng 2. Chỉ số Lumistox của các nghiệm thức nước thải loại 2. 22

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Tảo Scenedesmus sp. 6
Hình 2. Tảo Chlorella sp. 8
Hình 3. Mật số của hai dòng vi tảo trong hai loại nước thải 19
Hình 4. Bố trí thí nghiệm ở ngày thứ nhất. 20
Hình 5. Bố trí thí nghiệm ở ngày thứ hai. 20
Hình 6. Bố trí thí nghiệm ở ngày thứ năm. 20
Hình 7. Chỉ số Nitritox của các nghiệm thức 21
Hình 8. Chỉ số Lumistox của các nghiệm thức nước thải loại 2. 22
Hình 9. Chỉ số COD của các nghiệm thức 23
Hình 10. Hàm lượng nhôm trong các nghiệm thức 24
Hình 11. Hàm lượng đồng trong các nghiệm thức 25
Hình 12. Hàm lượng sắt trong các nghiệm thức 26
Hình 13. Hàm lượng niken trong các nghiệm thức 27

Hình 14. Hàm lượng kẽm trong các nghiệm thức 28






Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học viii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CÁC TỪ VIẾT TẮT
AKIZ: IntegriertesAbwasserkonzept für Industriezonen
BBM: bold-basal medium
COD: chemical oxygen demand
TEM: transmission electron microscopy
EC: effective concentration
TAG: triacylglyceride

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của
xã hội. Nhiều điều luật môi trường được soạn thảo và thông qua với những điều kiện
ngày càng khắt khe hơn. Vì thế, cuộc chiến với ô nhiễm đã được bắt đầu với mục tiêu
bảo vệ sức khỏe, môi trường và phát triển bền vững.
Ngày nay, mặc dù tầm quan trọng chiến lược của nước đã được công nhận rộng
rãi, mặc dù những vấn đề liên quan đến chiến lược quản lý nước bền vững có thể được
nhận thấy ở mọi hoạt động khoa học, xã hội cũng như chính trị, tài nguyên nước vẫn
đang gặp phải những khó khăn nghiêm trọng về số lượng cũng như chất lượng. Đi kèm
với sự công nghiệp hóa và phát triển kinh tế là tình trạng ô nhiễm môi trường nặng nề
được nhận thấy ở nhiều nơi trên thế giới.
Chất lượng nước là một vấn đề sống còn ở Đồng bằng Sông Cửu Long. Chất
lượng nước đo đạc được rất khác nhau tùy theo vị trí và những yếu tố bao gồm mật độ
dân cư, mức độ công nghiệp hóa và phát triển kinh tế,… Ô nhiễm môi trường chủ yếu
do sự tác động của con người, xảy ra khi nồng độ các chất có trong tự nhiên tăng đột
biến hoặc những loại hóa chất tổng hợp bị thải ra môi trường. Đặc biệt, nhiều nhà máy
sản xuất thuốc trừ sâu gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sinh

hoạt và sức khỏe của người dân. Trong khi đó, Chlorella sp. và Scenedesmus sp. là hai
dòng vi tảo đã được ứng dụng để xử lý nhiều dạng nước thải từ lâu và có tiềm năng xử
lý nước thải công nghiệp rất lớn.
1.2 Mục tiêu
Xác định được khả năng sử dụng 2 dòng vi tảo Chlorella sp. và Scenedesmus sp.
để xử lý nước thải đã qua các bước tiền xử lý bằng hóa lý.
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về tảo
Tảo là những sinh vật thường được mô tả như quang tự dưỡng đơn bào hay sinh
vật đa bào thiếu tổ chức hình thái phức tạp, và gần đây đã được phân loại lại nhiều lần
trong sinh học theo tiến bộ kỹ thuật trên cơ sở đặc điểm di truyền phân tử để xác định
chính xác các mối quan hệ tiến hóa. Trong lịch sử, tảo cũng bao gồm khuẩn lam và vi
khuẩn quang hợp hiếu khí. Vi tảo thường hiệu quả hơn các loài thực vật trên cạn trong
việc sử dụng ánh sáng mặt trời, CO
2
, nước và chất dinh dưỡng khác thể hiện qua năng
suất sinh khối cao hơn và tốc độ tăng trưởng cao hơn . Chúng cũng có thể phát triển
trong nhiều loại môi trường nước và có thể được trồng mà không sử dụng phân bón và
thuốc trừ sâu (Gouveia và SpringerLink, 2011; Richmond, 2004).
Nhiều vi tảo phát triển khá nhanh chóng và sinh sản của chúng xảy ra chủ yếu do
sự phân chia tế bào sinh dưỡng (sinh sản vô tính), mặc dù sinh sản hữu tính có thể xảy
ra ở một số loài trong điều kiện tăng trưởng thích hợp. Có năm nhóm chính của vi tảo,
trong đó khác nhau chủ yếu trong thành phần sắc tố, thành phần sinh hóa, cấu trúc tế
bào và chu kỳ sống, đó là tảo cát (Bacillariophyta), tảo lục (Chlorophyta),
Prymnesiophyta hoặc Haptophyta và Eustigmatophyta cùng với khuẩn lam Chlorophyta

(Green Algae).
Các loại tảo lục là một nhóm lớn của tảo mà từ đó thực vật bậc cao xuất hiện.
Các loại tảo xanh bao gồm có roi đơn bào hay tập đoàn, thường nhưng không luôn luôn
có hai roi cho mỗi tế bào. Có khoảng 6.000 loài tảo xanh. Nhiều loài sống đơn bào, trong
khi các loài khác hình thành tập đoàn hoặc sợi dài.
Hầu như tất cả các dạng đều có lục lạp chứa chlorophyll a và b, đem lại cho chúng
một màu xanh sáng (cũng như các sắc tố phụ beta carotene và xanthophyll), và đã xếp
chồng lên nhau màng thylakoid (van den Hoek et al., 1995). Tất cả các loại tảo xanh có
ty thể với cristae phẳng. Các sản phẩm dự trữ cho các thành viên của nhóm này là tinh
bột, amylose và amylopectin (liên kết α-1,4-polyglucans), và được tìm thấy bên trong
lục lạp. Tinh bột (được xem như là hạt màu trắng với TEM) thường có thể quan sát xung
quanh pyrenoid, một cấu trúc hình cầu khác biệt trong lục lạp.

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
2.1.1 Ứng dụng của tảo
Vi tảo được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực phụ thuộc vào nhu cầu của con người.
Toàn bộ sinh khối vi tảo có thể được sử dụng như một nguồn protein có giá trị hoặc có
thể được dùng để trích enzyme và sắc tố . Một số nghiên cứu đã cho thấy tiềm năng của
vi tảo như một nguồn dược liệu; chế phẩm có chứa tảo Spirulina được dùng để giúp làm
lành vết thương, Scenedesmus đã được thử nghiệm và phát huy tác dụng trên điều trị
các bệnh về da như eczema và một số hợp chất tảo đã cho thấy khả năng ức chế virus
HIV (Becker, 1994; Gustafson et al., 1989). Vi tảo cũng đã được sử dụng như một nguồn
bổ sung dinh dưỡng, chất phụ gia cho mỹ phẩm, xử lý nước thải và nhiên liệu sinh học
(Aslan và Kapdan, 2006; Becker, 1994; Feng et al., 2011; Gellenbeck, 2012).
2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của vi tảo
Sự tăng trưởng và thành phần hóa học của vi tảo chủ yếu được điều khiển bằng

ánh sáng, nhiệt độ, lượng khí CO
2
có sẵn, pH, và các chất dinh dưỡng (Tzovenis et al.,
1997, Zhu et al., 1997).
Nhiệt độ tác động lên phản ứng sinh hóa và thành phần sinh hóa của tảo, làm cho
nhiệt độ là một trong những yếu tố môi trường quan trọng nhất (Hu, 2004).
Tảo sử dụng CO
2
để tổng hợp các hợp chất hữu cơ như chất béo. Vì nhu cầu
carbon và năng suất tăng lên tương ứng nên các hệ thống thâm canh tảo đòi hỏi một
nguồn lớn CO
2
(Neenan et al., 1986).
Sử dụng hiệu quả ánh sáng là một trong những thách thức lớn trong công nghệ
sinh học vi tảo. Thời gian chiếu sáng là một trong những tiêu chí quan trọng để xem xét
trong việc thiết kế một photobioreactor. Thời gian chiếu sáng có ảnh hưởng đáng kể đến
hoạt động quang hợp và tỷ lệ tăng trưởng nhưng cần lưu ý rằng việc tiếp xúc ánh sáng
quá mức có thể dẫn đến sự lãng phí điện và ức chế tăng trưởng tế bào (Lam và Lee,
2012).
Một thông số quan trọng của môi trường là pH vì pH xác định độ hòa tan của
CO
2
và muối khoáng ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất ở tảo (Trương Vĩnh, 2010).
Đa số các loài tảo thích hợp với pH từ 7 đến 9, với khoảng pH tối thích là 8,2-8,7. Tuy
nhiên, cũng có một loài tảo sống trong môi trường có acid hoặc kiềm hơn. Trong quá
trình nuôi, tảo hấp thu các chất hòa tan trong môi trường, đặc biệt là CO
2
hay HCO
3
-

,
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
làm cho pH tăng lên, có khi đạt tới 9. Sự thổi khí (không khí hoặc khí CO
2
) có thể điều
hòa lại pH môi trường (Barsanti và Gualtieri, 2006). Mức pH ban đầu có thể ảnh hưởng
đến nồng độ sinh khối và năng suất của một số chủng vi tảo, nó cũng có thể gây kết tủa
một số muối canxi nếu nó vượt quá giá trị 9.0 (Becker, 1994;. Sirisansaneeyakul et al.,
2011). (Mayo, 1997) phát hiện ra rằng Chlorella vulgaris có thể chịu đựng độ pH thấp
đến 3.0. Tương tự, mức pH cao (pH = 11) gây ra tác động tiêu cực đến sự phát triển của
Chlorella vulgaris (Yeh et al., 2010).
Chất dinh dưỡng là các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ khác CO
2
và nước, được sử
dụng cho sự phát triển của tế bào và cần thiết cho các chức năng tế bào (Neenan et al.,
1986). Thành phần dinh dưỡng có ảnh hưởng to lớn đến tốc độ tăng trưởng và mật số
cuối cùng của vi tảo. Vi tảo tăng trưởng rất nhanh trong môi trường phú dưỡng và có
thể gây ra hiện tượng tảo nở hoa (Schenk et al., 2008).
Nitơ là một trong những chất dinh dưỡng quan trọng nhất góp phần vào việc sản
xuất sinh khối. Hàm lượng nitơ trong sinh khối vi tảo có thể dao động từ 1% đến hơn
10% tùy dòng (Grobbelaar, 2004). Phốt pho rất cần thiết cho sự tăng trưởng của tế bào
vì tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng và sinh tổng hợp acid nucleic. Mặc dù
thực tế là sinh khối tảo chứa ít hơn 1% phốt pho (P), nó thường trở thành một trong
những yếu tố quan trọng nhất hạn chế sự phát triển của tảo (Neenan et al., 1986). Điều
này xảy ra bởi vì phốt pho liên kết dễ dàng với các ion khác (ví dụ như carbonate và sắt)
dẫn đến kết tủa và tảo không hấp thu được. Lưu huỳnh, kali, natri, sắt, magiê, canxi và

các nguyên tố vi lượng như bo, đồng, mangan, kẽm, molypden, coban, vanadium, và
selen cũng rất quan trọng trong dinh dưỡng cho tảo (Grobbelaar, 2004).
2.1.3 Phương pháp nuôi vi tảo
Tảo có thể được nuôi tăng sinh khối bằng cách áp dụng một loạt các phương pháp
khác nhau. Các phương pháp có thể dùng trong phòng thí nghiệm hay một số phương
pháp biến đổi trong bể nuôi ngoài trời. Một số phương pháp đang được sử dụng phổ
biến hiện nay là: hệ thống nuôi tảo trong nhà hoặc ngoài trời, nuôi sạch, nuôi từng mẻ,
nuôi liên tục và nuôi bán liên tục.

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
Bảng 1. Tóm tắt ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp nuôi tảo
Phương pháp nuôi
Ưu điểm
Nhược điểm
Nuôi trong nhà
Độ kiểm soát cao (có thể dự
đoán trước)
Tốn kém
Nuôi ngoài trời
Rẻ hơn
Ít kiểm soát (ít đoán trước
được)
Nuôi kín
Ít bị nhiễm bẩn
Đắt tiền
Nuôi hở

Rẻ hơn
Dễ bị nhiễm bẩn
Nuôi vô trùng
Có thể dự đoán trước, ít có khả
năng sụp đổ
Tốn kém khó thực hiện
Nuôi không vô trùng
Rẻ và dễ thực hiện hơn
Dễ thất bại
Nuôi liên tục
Hiệu quả cung cấp tảo chất
lượng cao và ổn định, vận hành
tự động, khả năng sản xuất trong
thời gian dài
Khó thực hiện, chỉ có thể nuôi
với số lượng nhỏ, phức tạp,
trang thiết bị tốn kém.
Nuôi bán liên tục
Dễ hơn, tương đối hiệu quả
Chất lượng không ổn định
chắc chắn
Nuôi theo mẻ
Dễ nhất, chắc chắn nhất
Hiệu quả thấp nhất, chất lượng
có thể thay đổi nhiều
*Nguồn: Trương Vĩnh, (2010)
2.1.4 Một số phương pháp xác định quá trình sinh trưởng của vi tảo
-Đếm mật số tế bào: Có thể đếm trực tiếp dưới kính hiển vi với buồng đếm hồng
cầu.
-Đo độ đục (đo OD): Là phương pháp đơn giản, nhanh, cho biết khả năng tăng sinh

khối chứ không trực tiếp xác định được số lượng tế bào.
-Xác định trọng lương khô: Bao gồm các bước thu mẫu, tách tảo khỏi pha lỏng,
sấy và cân trọng lượng khô.
-Xác định hàm lượng Chlorophyll: Là một trong những phương pháp hóa học để
xác định nhanh tăng trưởng của tế bào tảo. Thông thường phương pháp bao gồm các
bước sau: tách chiết tế bào, chiết Chlorophyll, đo độ hấp thụ ở các bước sóng 630nm,
663nm, 645nm.
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
2.2 Sơ lược về Scenedesmus sp.
Scenedesmus là tảo xanh nước ngọt đơn bào kích thước lớn thường xuất hiện với
bộ bốn với bốn đến 16 tế bào kéo dài kết nối, mặc dù các tế bào cũng có thể xuất hiện
đơn lẻ ở dạng hình bầu dục.

Hình 1. Tảo Scenedesmus sp.
(
Scenedesmus.jpg)
(30/11/2013)
Scenedesmus có tiềm năng trong sản xuất dầu và các chất chuyển hóa thứ cấp
như carotenoids. Nhiều dòng sản sinh ra nhiều carotenoids khác nhau trong quá trình
tăng trưởng logarit hoặc trong điều kiện thiếu chất dinh dưỡng, mặc dù không bao giờ
vượt quá 1% trọng lượng khô. Một trong những carotenoid quan trọng là lutein. Các tế
bào phát triển theo cấp số nhân có hàm lượng protein cao (lên đến 50%), chất béo ít hơn
10%, còn lại là tinh bột và các thành phần thành tế bào. Trong điều kiện thiếu dinh
dưỡng, loài Scenedesmus có thể tích lũy một lượng lớn chất béo lưu trữ (TAG) trong
giọt dầu tế bào chất. Thành phần acid béo trong tăng trưởng logarit bao gồm một lượng
lớn acid béo không bão hòa đa ngắn như linolenic và acid gamma stearidonic. Còn trong

điều kiện bất lợi, TAG tích lũy chủ yếu là C16 và C18 không bão hòa và một số acid
béo không bão hòa đơn.
Scenedesmus là một trong những loại tảo xanh phát triển mạnh mẽ nhất và vượt
trội các loài tảo khác nhất là trong điều kiện dinh dưỡng cao, thí dụ như trong nước thải.
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
Nó có thể gây ra vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng khi nuôi trồng cùng với tảo phát triển
chậm, như Haematococcus.
Tốc độ tăng trưởng cụ thể tối đa cao hơn 0,12/h đã được báo cáo cho Scenedesmus
sp. Tốc độ tăng trưởng thấp hơn, cụ thể là 0,04/h, đã được báo cáo cho Scenedesmus
obliquus. Đây cũng là dòng vi tảo chịu nhiệt độ cao, khoảng 40°C, tốc độ tăng trưởng
tối đa của nó được thu được ở nhiệt độ 30-35°C. Tại phòng thí nghiệm, quy mô năng
suất sinh khối 0,9 g/L/ngày đã được báo cáo cho Scenedesmus almeriensis. Năng suất
cao đòi hỏi việc sử dụng các bức xạ cao, nhưng Scenedesmus đã chứng minh được khả
năng chống những bức xạ cao hơn 1700 µmol photon/m
2
/giây không có hiệu ứng
photoinhibition. Liên quan đến độ pH, Scenedesmus chịu đựng một phạm vi rộng độ
pH, 5-10, mặc dù pH tối ưu là trong khoảng 7,5-8,0. Nó đặc biệt có liên quan đến khả
năng chịu đựng của Scenedesmus với điều kiện pH kiềm của nước thải và nước để lọc
khí thải.
Do thực tế là Scenedesmus rất mạnh mẽ và phát triển nhanh chóng nên nó đã
được sản xuất ngoài trời sử dụng cả hai hệ thống mở và kín. Trong raceways mở, năng
suất sinh khối cao hơn 0,5 g/L/ngày đã được báo cáo, trong khi đó, năng suất sinh khối
lên đến 1,2 g/L/ngày khi sử dụng hệ thống kín. Tổng thể năng suất trung bình hàng năm
0,6 g/L/ngày thu được trong mô hình thí điểm ống quang sinh học (30 m
3

) với
Scenedesmus almeriensis. Giá trị này là khoảng 3% hiệu quả năng lượng mặt trời. Hiệu
quả năng lượng mặt trời từ 1-3% đã được báo cáo cho Scenedesmus.
Scenedesmus có thể được nuôi ở cả hai chế độ không liên tục (batch) hoặc liên
tục. Mặc dù tế bào Scenedesmus lớn hơn tế bào vi tảo khác, tốc độ tự lắng bằng trọng
lực thấp, trong khoảng 10
-6
m/s. Do đó, các tế bào Scenedesmus không thể được thu
hoạch bằng phương pháp tự lắng. Cần phải sử dụng ly tâm hoặc lọc. Các tế bào của
Scenedesmus có thể dễ dàng thu hoạch bằng cách ly tâm. Mặc dù có thể sử dụng phương
pháp lọc nhưng thường không khả thi.
2.3 Sơ lược về Chlor ella sp.
Chlorella là một chi lớn và đa dạng của tảo xanh đơn bào có liên quan đến rất
nhiều khía cạnh của công nghệ sinh học.
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Hình 2. Tảo Chlorella sp.
(
(30/11/2013)
Các tế bào có hình tròn hoặc hình elip. Màng tế bào cellulose cứng bằng phẳng
có chứa glucosamine (chitosan). Hạt nhân là duy nhất và lệch tâm, đơn diệp lục,
pyrenoid duy nhất và được bao trong tinh bột. Pyrenoid stroma dính với 2 hoặc 3 màng
thylakoid kề nhau. Chỉ sinh sản vô tính bằng cách tạo bào tử được biết đến, bào tử (2-
16 mỗi tế bào mẹ) được tạo ra bởi vỡ vách tế bào của cha mẹ. Chlorella sống ở cả môi
trường sống nước ngọt và nước mặn.
Chlorella được báo cáo là dòng tảo nước ngọt, đôi khi nước mặn, phát triển nhanh

và tích lũy dầu nồng độ cao khi bị thiếu chất dinh dưỡng (Demirbas, 2009). Hơn nữa,
chủng Chlorella có thể chứa nhiều carotenoid, trong đó có astaxanthin. Một số loài được
đặc trưng bởi tốc độ tăng trưởng rất cao (μmax = 0,20/h) và khả năng chịu nhiệt độ cao
(40°C). Chlorella vulgaris là một loài phát triển nhanh và một số chủng có thể tích lũy
nồng độ rất cao chất béo khi bị thiếu chất dinh dưỡng (Francisco et al., 2010) trong khi
một số khác tích lũy một lượng cao tinh bột (Doušková et al., 2010). Sinh khối tinh bột
giá rẻ có thể thu được từ Chlorella có năng suất cao được trồng trong hệ thống quang
sinh học kín ngoài trời phù hợp trong đó nguồn carbon dioxide có lấy từ quá trình đốt
cháy chất thải hữu cơ, quá trình lên men hoặc các nguồn khác. Đặc điểm này giúp tăng
cường tác động sinh thái và kinh tế của công nghệ được đề xuất, vì tiềm năng của nó để
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 9 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
xử lý lượng khí thải carbon dioxide từ các nguồn CO
2
khác nhau bao gồm lò đốt chất
thải hay nhà máy điện.
Một thành phần quan trọng của tế bào Chlorella là các phức hợp sinh học, và do
đó dễ dàng hút khoáng chất cơ bản (phốt pho, kali, magiê, canxi và sắt) và nguyên tố vi
lượng, vì đó là một phần của khu phức hợp enzyme và vitamin. Những yếu tố này cũng
bao gồm cũng mangan, kẽm, molypden, đồng và coban.
2.4 Khả năng xử lý nước thải độc hại của tảo
Vi tảo tham gia vào quá trình xử lý loại trừ các chất dinh dưỡng, chất độc hữu
cơ, kim loại nặng và mầm bệnh từ nước thải công nghiệp và tạo ra một nguồn nguyên
liệu thô để sản xuất các chất có hoạt tính sinh học hay biogas. Khí oxy được tạo ra cũng
làm giảm yêu cầu sục khí từ bên ngoài, điều này rất quan trọng đẻ xử lý những chất độc
hại phải được xử lý phân hủy sinh học hiếu khí nhưng dễ bay hơi dưới áp lực sục khí.
Áp dụng những phương pháp xử lý bằng vi tảo phù hợp sẽ khử được kim loại nặng cũng

như những hợp chất độc hại có thể phân hủy sinh học như là thuốc trừ sâu hay các hợp
chất có vòng thơm.
Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khả năng của những dòng Chlorella
và Scenedesmus trong việc khử độc nước thải công nghệp.
2.4.1 Khả năng xử lý kim loại nặng của tảo
Những phương pháp truyền thống để khử kim loại nặng, ví dụ như trao đổi ion
hay tạo kết tủa, thường không hiệu quả hay tốn nhiều chi phí khi nồng độ của các kim
loại nặng xuống thấp. Công nghệ mới được yêu cầu phải làm giảm nồng độ kim loại
nặng đến mức cho phép với chi phí hợp lí. Để đạt được các mục tiêu này, sử dụng vi tảo
là một sự lựa chọn rất có tiềm năng. Xử lý sinh học ở đây được định nghĩa là sự tích tụ
và tập trung các chất ô nhiễm từ nước thải bằng cách sử dụng vật liệu sinh học, do đó
cho phép phục hồi hoặc xử lý các chất ô nhiễm một cách thân thiện với môi trường. Xử
lý sinh học được đánh giá là phương pháp tốt hơn phương pháp tạo kết tủa về khả năng
điều chỉnh khi có sự thay đổi pH và nồng độ kim loại nặng, và tốt hơn phương pháp trao
đổi ion và thẩm thấu ngược về độ nhạy cảm với sự hiện diện của các chất rắn lơ lửng,
chất hữu cơ, và sự hiện diện của kim loại nặng khác. Shehata et al., (1980) đã nuôi
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 10 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
Scenedesmus sp. trong các nồng độ đồng, cadimi, niken, kẽm và chì khác nhau để đánh
giá tác động của chúng trên sự phát triển của tảo. Nồng độ kim loại làm giảm. tốc độ
tăng trưởng của Scenedesmus sp. là 0,5 mg/L cho Cu, 0,5 mg/L cho Ni và 2 mg/L cho
Cd, 2 mg/L cho Zn. Dung dịch niken ít độc hại cho sự tăng trưởng của Scenedesmus sp.
hơn so với dung dịch đồng. Tảo chịu được nồng độ chì cao lên đến 30 mg/L. Matsunaga
et al. (1999) đã thiết kế một thí nghiệm mô tả một dòng Chlorella có khả năng duy trì
tăng trưởng ở 11,24mg Cd
2+
/L và loại bỏ 65% khi tiếp xúc với 5,62mg Cd

2+
/L. Travieso
et al. (1999) nuôi các chủng Chlorella và Scenedesmus theo mẻ ở mức 20mg Cr
6+
/L họ
đã tìm thấy tỷ lệ loại bỏ 48% và 31% tương ứng. Scenedesmus là một chi vi tảo thường
được sử dụng trong các thí nghiệm loại bỏ kim loại nặng. Nó được chứng minh có khả
năng loại bỏ Cu
2+
, Cd
2+
(Terry và Stone, 2002) và Zn
2+
(Aksu et al., 1998; Travieso et
al., 1999; Canizares-Villanueva et al., 2001).
2.4.2 Khả năng xử lý hợp chất phenol của tảo
Báo cáo của Klekner và Kosaric (1992b) cho thấy Chlorella sp. chuyển hóa
1000mg/L 2,4-dimethyl phenol thành một đồng phân của benzenediol dimethyl và với
nồng độ tảo 4g/L, sự chuyển hóa xảy ra hoàn toàn. Chlorella sp. cũng đã khử gốc clo
của 200mg/L 2-chlorophenol trong khi Scenedesmus sp. phân giải 190mg/L 2,4-
dinitrophenol (2,4-DNP) sau năm ngày thích ứng (Klekner và Kosaric, 1992a). Khi phát
triển trong sự hiện diện của 2,4-dimethyl phenol, 2-chlorophenol và 2,4-dichlorophenol,
Chlorella sp. phân giải hiệu quả 2,4-dichlorophenol, so với hai phenol còn lại. Chất cảm
ứng enzym trong tế bào tảo như polyphenol oxidase và enzyme laccase có liên quan đến
sự chuyển hóa phenol. Vi tảo Ankistrodesmus braunii và Scenedesmus quadricauda
phân giải các hợp chất phenol khác nhau như catechol, tyrosol, hydroxytyrosol, p-
hydroxy acid benzoic, acid ferulic, acid p-coumaric, acid synaptic, acid caffeic và acid
vanillic khoảng 70% của 400 mg các hợp chất phenol/mL trong vòng 10 ngày (Pinto et
al., 2002). Chu trình sáng tối có ảnh hưởng đến khả năng phân giải của tảo. Khi phát
triển trong ánh sáng, Chlorella fusca loại bỏ 100% ofo-nitrophenol (ONP), 90% 2,4-

DNP, 85% biphenyl, 77% ofp-nitrophenol (PNP), và 60% OFM-nitrophenol (MNP)
trong khi tỷ lệ loại bỏ có phần nào ít hơn trong bóng tối (Hirooka et al., 2003). Đối với
mono nitrophenols, hiệu quả phân hủy sinh học của tảo xanh Scenedesmus obliquus là
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 11 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
theo thứ tự: ONP> MNP> PNP, trong khi thứ tự là 2-methyl-phenol < 3-methyl-phenol
< 4-methyl-phenol đối với việc loại bỏ mono-methylphenols (Papazi và Kotzabasis,
2008). Bisphenol, một gây rối loạn nội tiết, phân hủy quang học nhanh chóng trong sự
hiện diện của C. vulgaris ở mức 6,5 × 10
9
tế bào/L (Peng et al., 2006). Tảo nước ngọt
C. fusca, hoàn toàn phân giải 80 mM bisphenol trong 168h chiếu sáng liên tục (Hirooka
et al., 2005). Tảo chuyển đổi các bisphenol estrogen thành một dạng monohydroxy
bisphenol không ảnh hưởng đến hệ thống nội tiết. Việc chuyển đổi các chất ô nhiễm độc
hại thành các hợp chất ít độc hại hơn hoặc không độc hại là một chiến lược xử lý sinh
học quan trọng khi không có khả năng khoáng hóa hoàn toàn các chất gây ô nhiễm. Vi
tảo nước ngọt (Pseudokirchneriella subcapitata, Scenedesmus acutus, Coelastrum
reticulatum và S. quadricauda) chuyển hóa 2 mg bisphenol/L trong vòng tám ngày. Loại
bỏ các nhóm halogen từ halophenols bằng tảo đòi hỏi năng lượng cao hơn. Nhóm thế
halogen ở vị trí meta trong vòng phenol đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để loại bỏ nó khi
so sánh với vị trí para hoặc vị trí ortho. Nhu cầu năng lượng cho quá trình dehalogenation
của chlorophenol là cao nhất, tiếp theo là bromophenol và iodophenol theo thứ tự. Sự
hiện diện của nguồn carbon bổ sung sẽ làm tăng tốc độ tăng trưởng và phân giải phenol
của tảo. Vi tảo S. obliquus phân giải dẫn xuất halogen của phenol bình thường nhưng
tốc độ phát triển cũng như phân giải tăng khi có sự hiện diện của glucose 5g/L và
120μmol/m
2

/s cường độ ánh sáng (Papazi và Kotzabasis, 2007). C. fusca var. vacuolata
loại bỏ 23% 40μM 2,4-dichlorophenol (DCP) trong vòng 120 giờ có sự hiện diện của
ánh sáng. Mặt khác, sự hiện diện của 1μM chất ức chế quang hợp, 3 - (3,4-dichloro
phenol) urê -1,1-dimethyl (DCMU), hoặc tăng trưởng trong bóng tối thì việc loại bỏ các
DCP bị ức chế hoàn toàn đã nêu rõ sự tương quan trực tiếp giữa quang hợp và loại bỏ
các phenol (Tsuji et al., 2003). Những mối liên quan giữa quang hợp và sự phân giải
chất gây ô nhiễm có lợi khi tảo được sử dụng như tác nhân xử lý sinh học. (Lima et al.,
2004) chứng minh rằng hỗn hợp thuần chủng vi tảo bao gồm C. vulgaris và
Coenochloris pyrenoidosa loại bỏ 50 mg pentachlorophenol (PCP)/L trong vòng năm
ngày có chiếu sáng. Tuy nhiên, khi tăng trưởng trong điều kiện không có ánh sáng và
nhưng có sự hiện diện của PCP thì tảo chậm phát triển dẫn đến rất ít PCP bị loại bỏ.
Ngược lại, (Pinto et al., 2003) báo cáo việc loại bỏ nhanh chóng các phenol có trọng
lượng phân tử thấp từ nước thải nhà máy ô liu khi tảo kháng phenol (Ankistrodesmus
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 12 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
braunii và S. quadricauda) được trồng trong bóng tối. Gần 100% hydroxytyrosol,
catechol, ferulic acid và acid synapic được loại bỏ với những loại tảo này khi phát triển
dưới ánh sáng hoặc tối. Những phenol khác như tyrosol, 4-hydroxybenzoate, acid p-
coumaric, acid caffeic và acid vanillic đã được loại bỏ tốt hơn khi tảo được phát triển
trong bóng tối. C. pyrenoidosa, một dòng tảo tiềm năng để xử lý PNP, khi phát triển
cùng với C. vulgaris trong một tỷ lệ 3:1 loại bỏ PNP trong vòng hai ngày với tỷ lệ
khoảng 16,5 mg / lít / ngày. Tuy nhiên, C. pyrenoidosa phải mất bốn ngày để loại bỏ
hoàn toàn 50 mg/L PNP (Lima et al., 2003).
2.4.3 Khả năng xử lý thuốc trừ sâu của tảo
Sản xuất nông nghiệp thâm canh phụ thuộc vào hóa chất nông nghiệp như phân
bón và thuốc trừ sâu (thuốc diệt cỏ và thuốc diệt côn trùng) đã gia tăng sản lượng lương
thực toàn cầu nhưng cũng gây ô nhiễm môi trường đáng kể. Xử lý các hóa chất gây ô

nhiễm bằng vi sinh vật đã được nghiên cứu, trong đó có tảo (Caceres et al., 2010; Singh
và Walker, 2006). Kích thước tế bào tảo, mật độ, hình thái học và các hoạt động trao đổi
chất đóng một vai trò quan trọng trong sự hấp thu và loại bỏ thuốc trừ sâu. Diện tích bề
mặt cao của tảo cung cấp khả năng hấp thụ và tương tác tốt với thuốc trừ sâu. Nói chung,
tảo sử dụng thuốc trừ sâu khi nồng độ của chúng thấp, không gây độc. (Butler et al.,
1975) quan sát thấy rằng Chlorella sp., Monoraphidium sp., Actinastrum sp., Koliella
sp., Scenedesmus sp. và Nitzschia sp. phân giải chỉ có 1 ppm carbaryl và diazinon, 0,01
ppm methoxychlor và 2,4-D. Thuốc trừ sâu có gốc phosphorus như monocrotophos và
quinalphos đã bị phân hủy bởi hai tảo xanh đơn bào (C. vulgaris và Scenedesmus
bijugatus) và ba khuẩn lam (Synechococcus elongatus, Phormidium tenue và Nostoc
linckia) trong vòng 30 ngày khi nồng độ các thuốc trừ sâu nằm trong khoảng từ 5 đến
50 ppm (Megharaj et al., 1987). Vi tảo (C. vulgaris và S. bijugatus) và vi khuẩn lam (N.
linckia, Nostoc muscorum, Oscillatoria animalis và Phormidium foveolarum) phân hủy
methyl parathion, một loại thuốc trừ sâu phosphorus hữu cơ, và sử dụng nó như một
nguồn phosphorus (Megharaj et al., 1994). Bên cạnh đó, C. vulgaris chịu được nồng độ
carbofuran cao khi nuôi với glucose hoặc acetate (Megharaj et al., 1993). Các loại tảo
xanh (Chlamydomonas sp., Chlorella sp., Pediastrum sp. và S. quadricauda) loại bỏ
nhiều atrazine hơn so với tảo cát (Cyclotella gamma, Cyclotella meneghiniana, Synedra
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 13 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
acus và Synedra radians)(Tang et al., 1998). C. vulgaris tích lũy nhóm thuốc diệt cỏ
triazine (83% 0,75μM atrazine và 93% 0,75μM terbutryn) trong vòng 12 giờ (González-
Barreiro et al., 2006). Chlorella saccharophila tích lũy một loại thuốc trừ sâu
phosphorus hữu cơ, pyridaphenthion, với nồng độ tối đa 441,5 mg pyridaphenthion mỗi
kg sinh khối tảo trong vòng năm ngày (Jonsson et al., 2001). Gia tăng dần dần nồng độ
thuốc diệt cỏ cũng sẽ nâng cao khả năng phân hủy sinh học của tảo, chỉ ra rằng khả năng
phân hủy sinh học fluometuron phụ thuộc vào loài, và khả năng phân hủy sinh học tăng

lên khi tăng thời gian phơi sáng. Cả hai dòng Scenedesmus sp. và Chlorococcum sp. với
mật độ tế bào 1550 × 10
6
và 600 × 10
6
tế bào/mL, tương ứng, chuyển đổi α-endosulfan,
một loại thuốc trừ sâu phá vỡ nội tiết, thành endosulfan sulfate, endosulfandiol, β-
endosulfan, endosulfan aldehyde và endosulfan ether (Sethunathan et al., 2004). Chủng
C. vulgaris, C. pyrenoidosa, và S. obliquus phân hủy thuốc diệt cỏ diclofopmethyl (DM)
bằng cách liên tục hấp thụ và sau đó thủy phân để tạo ra diclofop (DC) bên trong tế bào
tảo (Cai et al., 2007).
2.5 Giới thiệu các chỉ tiêu của nước thải từ nhà máy thuốc trừ sâu.
2.5.1 LUMIStox
LUMIStox là hệ thống sử dụng vi khuẩn phát quang sinh học để phát hiện các
hợp chất độc hại trong nước. Nó có thể trực tiếp xác định độc tính của hóa chất hòa tan
trong nước, và từ một số môi trường nước khác như sông, hồ và nước thải, chất thải
hoặc đống đổ nát. Kiểm tra phát quang sinh học là xét nghiệm khả năng ức chế quá trình
chuyển hóa để phân tích độc tính cấp tính . Đối với công nghệ LUMIStox , một dòng vi
khuẩn phát quang tự nhiên, vi khuẩn Vibrio fischeri, được sử dụng. Vibrio fischeri nhạy
cảm với một loạt các chất độc hại và thường được sử dụng trong các thử nghiệm nhanh
độc tính. Khi phát triển thuận lợi, vi khuẩn phát quang tạo ra ánh sáng như một sản phẩm
phụ của quá trình hô hấp. Bất kỳ sự ức chế hoạt động nào của tế bào sẽ dẫn đến giảm sự
hô hấp và giảm tương ứng khả năng phát quang. Để xác minh điều này, sự phát xạ ánh
sáng / phát quang được đo bằng một máy LUMIStox .
Ức chế sự phát xạ ánh sáng trong sự hiện diện của một mẫu được xác định tương
đối (như phần trăm ức chế) với một đối chứng không độc hại. Sự phát quang được đo
Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 14 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
sau một thời gian tiếp xúc có thể là 5, 15 và 30 phút ở 15°C, có tính đến hệ số hiệu chỉnh,
là thước đo sự thay đổi cường độ của mẫu đối chứng trong thời gian tiếp xúc.

2.5.1 Nitritox
Máy NitriTox tích hợp bình môi trường nuôi vi khuẩn Nitrosomonas sp. tự tái
sinh. Phương pháp này cho phép xác định độ độc hại đối với sinh khối nitrat trong vòng
5 phút. Thiết kế đặc biệt của NitriTox đảm bảo độ chính xác cao cũng như không có yếu
tố có thể ảnh hưởng đến hệ thống đo lường vì nó cung cấp một bình môi trường nuôi vi
khuẩn nitrat tự tái sinh bên trong máy.
Với chỉ một vài phút bảo dưỡng, máy sẽ chạy ổn định và chính xác cả tuần. Các
vi sinh vật sử dụng được tái sinh tự động và sự lão hóa sẽ không diễn ra. Do đó, không
cần mua các vi sinh vật đắt tiền. Sử dụng một phần các vi sinh vật thử nghiệm ngăn chặn
khả năng nhiễm của môi trường vi sinh vật được sử dụng. Điều này đảm bảo việc theo
dõi chính xác của độc tính bất cứ lúc nào với độ lặp lại cao. Nguyên tắc đo được dựa
trên sự ức chế hô hấp của vi khuẩn. Một tiêu thụ oxy thấp của vi khuẩn cho thấy sự hiện
diện của các chất độc hại . Mức tiêu thụ oxy càng thấp thì độc tính càng cao.
2.5.1 Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng (ICP-MS)
Thuật ngữ ICP-MS (Inductively Coupled Plasma) dùng để chỉ ngọn lửa plasma
tạo thành bằng dòng điện có tần số cao (cỡ Mhz) được cung cấp bằng một máy phát
Radio Frequency Power (RFP). Ngọn lửa plasma có nhiệt độ rất cao có tác dụng chuyển
các nguyên tố trong mẫu cần phân tích thành dạng ion.
MS (Mass Spectrometry) là phép ghi phổ theo số khối hay chính xác hơn là theo
tỷ số giữa số khối và điện tích.
Từ khi xuất hiện plasma cảm ứng với các tính năng và ưu điểm về vận hành hơn
hẳn các nguồn hồ quang và tia điện thì một công cụ mới đã dần dần được phát triển
thành một tổ hợp ICP ghép với một khối phổ kế. Hai ưu điểm nổi bật của ICP-MS là có
độ phân giải cao và dễ tách các nhiễu anh hưởng lẫn nhau do đó có thể phát hiện được
hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Phương pháp phân tích này dựa trên các
nguyên tắc của sự bay hơi, phân tách, ion hóa của các nguyên tố hóa học khi chúng được

Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 15 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
đưa vào môi trường plasma có nhiệt độ cao. Sau đó các ion này được phân tách ra khỏi
nhau theo tỷ số khối lượng / điện tích của chúng; bằng thiết bị phân tích khối lượng có
từ tính và độ phân giải cao phát hiện, khuyến đại tín hiệu và đếm bằng thiết bị điện tử
kĩ thuật số.
Phương pháp ICP-MS ra đời vào đầu những năm 80 của thế kỉ trước và có những
ưu điểm như: có độ nhạy cao, độ lặp lại cao, xác định được đồng thời hàng loạt kim loại
trong thời gian phân tích ngắn (Phạm Luận, 1998).



Luân văn tốt nghiệp Đại học Khóa 35 TT - 2013 Trường ĐHCT



Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 16 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Thời gian và địa điểm
Thời gian: từ tháng 08/2013 – 11/2013.
Địa điểm: Phòng thí nghiệm Vi sinh vật, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ
Sinh học, Đại học Cần Thơ; các phòng thí nghiệm của tiểu dự án TP2, TP5 thuộc dự án
AKIZ.
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị
Mẫu tảo: Chlorella sp. và Scenedesmus sp. từ Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ.

+ Thiết bị thí nghiệm
Máy sục khí, dây dẫn
Tủ cấy vô trùng, tủ ủ tảo
Nồi khử trùng nhiệt ướt
Máy ly tâm
Cân điện tử
Kính hiển vi
+ Dụng cụ thí nghiệm
Micropippet
Ống nghiệm, erlen (500-2000ml)
Ống đong
Đèn cồn, kẹp
Buồng đếm hồng cầu