Phân lập và nghiên cứu khả năng chuyển hóa một số chất đa vòng thơm của nấm sợi sinh tổng hợp enzme laccase từ đất nhiễm chất diệt cỏ dioxin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN NGUYÊN QUANG

PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA MỘT SỐ CHẤT
ĐA VÒNG THƠM CỦA NẤM SỢI SINH TỔNG HỢP ENZYME LACCASE TỪ
ĐẤT NHIỄM CHẤT DIỆT CỎ/DIOXIN

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. ĐẶNG THỊ CẨM HÀ

HÀ NỘI - 2010


i

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS. TS. Đặng Thị
Cẩm Hà, người đã tận tình chỉ bảo, quan tâm, giúp đỡ và dìu dắt tôi trong suốt quá
trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, giúp tôi có được nhiều kiến thức,
kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học và công nghệ.
Trong quá trình nghiên cứu vừa qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, tận tình chỉ
bảo, sự ủng hộ động viên của các anh, chị, em đồng nghiệp tại nhóm nghiên cứu,
phòng Công nghệ sinh học môi trường, đặc biệt là TS. Nguyễn Bá Hữu, NCS. Đàm

Thúy Hằng, KS. Nguyễn Quang Huy, ThS. Đào Thị Ngọc Ánh, KS. Chu Đức Tài, KS.
Nguyễn Thị Lan Anh.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô trong Viện Công nghệ
sinh học thực phẩm, Đại học Bách khoa Hà Nội đã dạy dỗ, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập tại trường.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới những người thân trong gia đình và
bạn bè đã ủng hộ, động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất và tinh thần để tôi có thể hoàn
thành luận văn này.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Hà Nội, tháng 10 năm 2010

Nguyễn Nguyên Quang


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi và một số kết quả cùng cộng tác với các
cộng sự khác;
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, chưa được công
bố bởi bất kì tác giả nào.
Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2010
Học viên

Nguyễn Nguyên Quang


iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1,2,3,7,8-PeCDD
2,3,7,8-TCDD
2,3,7-TriCDD
2,4,5-T
2,4-D
ABTS
BaP
CB
DBF
DCP
DD
DDT
HCH
LiP
MCDD
MnP
OCDD
PAH
PCB
PCDD
PCDF
POP
TCP
TEF
TNT
VSV

1,2,3,7,8-pentachlorodibenzo-p-dioxin
2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin

2,3,7-Trichlorodibenzo-p-dioxin
2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid
2,4-dichlorophenoxyacetic acid
Axit 2,2’-azino-bis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic
Benzo(a)Pyrene
Biphenyl chứa clo
Dibenzofuran
Dichlorophenol
Dibenzo-p-dioxin
1,1,1-trichloro-2,2-bis (p-chlorophenyl)ethane
Hexacyclohexan
Lignin peroxidase
Monochlorodibenzo-p-dioxin
Manganese peroxidase
Octachlorodibenzo-p-dioxin
Hydrocarbon thơm đa vòng
Polychlorobiphenyl
Polychlorinated dibenzo-p-dioxin
Polychlorinated dibenzofuran
Hợp chất hữu cơ khó phân huỷ
Trichlorophenol
Hệ số độc tố tương đương
2,4,6-Trinitrotoluen
Vi sinh vật


ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 1.1

Cấu trúc hóa học và tính chất vật lí của một số PAH

19

Bảng 1.2

Các enzyme ngoại bào áp dụng trong phân hủy sinh học các

36

chất ô nhiễm khác nhau
Bảng 1.3

Phân hủy các chất ô nhiễm bởi nấm và các enzyme do chúng

38

sinh ra
Bảng 2.1

Các loại màu được sử dụng trong nghiên cứu

40

Bảng 3.1

Các chủng nấm phân lập được

47

Bảng 3.2

Hoạt tính laccase của chủng FBH11

49

Bảng 3.3

Hoạt tính laccase của chủng FDNR14

49

Bảng 3.4

Hoạt tính laccase trong quá trình loại màu của chủng FBH11

63

Bảng 3.5

Hoạt tính laccase sau 24h trong khảo sát khả năng loại màu

65


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang
Hình 1.1

Cấu trúc hóa học của PCDD, PCDF và PCB

3

Hình 1.2

Các nguồn phát sinh dioxin vào môi trường

5

Hình 1.3

Con đường phân hủy 2,7-dichlorodibenzo-p-dioxin (27DCDD) bằng nấm đảm trắng Phanerochaete chrysosporium.

12

Hình 1.4

Công thức cấu tạo 2,4,5-T

14

Hình 1.5

Công thức cấu tạo 2,4,-D

14

Hình 1.6

Cấu trúc hóa học của của vài PAH đại diện

17

Hình 1.7

Con đường phân hủy pyrene

22

Hình 1.8

Hình ảnh không gian 3 chiều của laccase từ M. albomyces

28

Hình 1.9

Trung tâm hoạt động của laccase

28

Hình 1.10

Cơ chế xúc tác của laccase

29

Hình 1.11

Cơ chế xúc tác của laccase trong công nghiệp

30

Hình 3.1

Hình thái khuẩn lạc hai chủng nấm sợi trên môi trường PCz
có bổ sung guaiacol

47

Hình 3.2

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh laccase

51

Hình 3.3

Ảnh hưởng của pH lên khả năng sinh trưởng của chủng
FBH11

52

Hình 3.4

Ảnh hưởng của pH lên khả năng sinh laccase

53

Hình 3.5

Ảnh hưởng của nồng độ pyrene lên khả năng sinh trưởng của
chủng FBH11

Hình 3.6

54

Ảnh hưởng của nồng độ pyrene lên khả năng sinh laccase của
chủng nấm FBH11

54

Hình 3.7

Ảnh hưởng của các nguồn cacbon

55

Hình 3.8

Khả năng sinh laccase của FBH11 trên các nguồn cacbon


xi

khác nhau
Hình 3.9

56

Khả năng sinh laccase trên các nguồn nitơ của chủng nấm
FBH11

57

Hình 3.10

Hoạt tính laccase trên các chất cảm ứng khác nhau

58

Hình 3.11

Thiết bị lên men

60

Hình 3.12

Hoạt tính laccase lên men theo thời gian

60

Hình 3.13

Khả năng loại màu NY1 của chủng nấm FBH11

62

Hình 3.14

Khả năng loại màu NY5 của chủng nấm FBH11

62

Hình 3.15

Hình ảnh loại màu NY1 và NY5 của chủng FBH11

63

Hình 3.16

Khả năng loại màu bằng dịch enzyme thô theo thời gian

64

Hình 3.17

Hình ảnh các màu bị loại bỏ sau 24 h

65

Hình 3.18

Phân hủy anthracene và pyren của tế bào nấm FBH11

66

Hình 3.19

Phân hủy anthracene và pyrene bằng dịch enzyme thô của

Hình 3.20

FBH11

67

Hình thái khuẩn lạc trên môi trường PCz và cuống sinh bào

68

tử chủng FBH11
Hình 3.21

Trình tự chủng FBH11

68

Hình 3.22

Cây phát sinh chủng loại của chủng FBH11

69

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn

i

Lời cam đoan

ii

Danh mục các chữ viết tắt

iii

Danh mục các bảng

ix

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

xi

MỞ ĐẦU

1

Phần I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

1.1.Cấu trúc, tính chất của dioxin và các chất tương tự

3

1.1.1. Cấu trúc, tính chất của dioxin và các chất tương tự

3

1.1.2. Các nguồn tạo dioxin

5

1.1.3. Tình trạng ô nhiễm dioxin ở Việt Nam

6

1.1.4. Ảnh hưởng của dioxin đến sức khỏe con người và hệ sinh thái

6

1.1.5. Các phương pháp khử độc đất nhiễm chất độc hóa học

8

1.1.6. Phân hủy dioxin và các hợp chất tương tự bởi nấm
1.2. Phân hủy sinh học 2,4,5-T và 2,4-D

11

14

1.2.1. Một số tính chất của 2,4,5-T và 2,4-D

14

1.2.2. Phân hủy sinh học hiếu khí 2,4,5-T và 2,4-D

15

1.3. Các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng (PAH)

16

1.3.1. Giới thiệu chung

16

1.3.2. Vi sinh vật phân hủy PAH

19

1.4. Thuốc nhuộm và vi sinh vật phân hủy thuốc nhuộm

23

1.5. Enzyme laccase

26

1.5.1. Giới thiệu về laccase

26


1.5.2. Cấu trúc của phân tử laccase

27

1.5.3. Cơ chế xúc tác của laccase

28

1.5.4. Tính chất hóa sinh của laccase

31

1.5.5. Sự phân bố của laccase và vi sinh vật sinh enzyme laccase

31

1.5.6. Gene mã hóa enzyme laccase

32

1.5.7. Ứng dụng của laccase

33

1.6. Lignin peroxidase và Manganese peroxidase

34

1.6.1. Lignin peroxidase

34

1.6.2. Manganese peroxidase

34

1.7. Tiềm năng ứng dụng của enzyme ngoại bào trong xử lý ô nhiễm môi
trường

35

Phần 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu

40

2.1.1. Chủng nấm sợi

40

2.1.2. Hóa chất

40

2.1.3. Các loại màu sử dụng

40

2.1.4. Thiết bị máy móc

40

2.2. Phương pháp nghiên cứu

41

2.2.1. Môi trường nuôi cấy

41

2.2.2. Phân lập và sàng lọc các chủng nấm sợi

41

2.2.3. Chọn lọc môi trường và cơ chất thích hợp

41

2.2.4. Khảo sát các điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả năng
phát triển và sinh laccase của chủng FBH11

42

2.2.5. Lên men quy mô 15 lít

42

2.2.6. Phương pháp xác định hoạt tính enzyme laccase

43

2.2.7. Đánh giá khả năng loại màu thuốc nhuộm của tế bào

45

2.2.8. Đánh giá khả năng phân hủy PAH của tế bào

45


2.2.9. Đánh giá khả năng loại màu bằng dịch enzyme thô

45

2.2.10. Đánh giá khả năng phân hủy PAH bằng enzyme thô

45

2.2.11. Phân loại chủng nấm FBH11

45

Phần III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Chọn lọc môi trường và cơ chất thích hợp cho sinh tổng hợp enzyme
laccase

47

3.2. Ảnh hưởng của môi trường đến khả năng phát triển và sinh tổng hợp
laccase của FBH11
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH

51
51

3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ pyrene đến khả năng sinh trưởng và
sinh laccase của chủng FBH11

53

3.2.3. Ảnh hưởng của nguồn cacbon và nitơ

56

3.2.4. Ảnh hưởng của các chất cảm ứng

58

3.3. Lên men quy mô 15 lít

59

3.4. Phân hủy thuốc nhuộm của chủng và dịch enzyme thô FBH11

60

3.4.1. Phân hủy NY1 và NY5 của chủng

60

3.4.2. Phân hủy màu bằng dịch enzyme thô

64

3.5. Khả năng phân hủy PAH của chủng FBH11 và dịch enzyme thô

65

3.5.1. Phân hủy PAH của chủng nấm FBH11

65

3.5.2. Phân hủy pyrene và anthracene bằng dịch enzyme thô

67

3.6. Phân loại và định tên chủng nấm sợi FBH11

67

Phần IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận

71

4.2. Kiến nghị

72

TÀI LIỆU THAM KHẢO

73


Luận văn thạc sĩ sinh học

MỞ ĐẦU
Các hợp chất dioxin chứa clo (PCDD), dibenzofuran (PCDF) và biphenyl
chứa clo (PCB) là những chất hữu cơ bền vững, độc hại và khó phân hủy (POP)
trong môi trường tự nhiên. Ở Việt Nam, tại các căn cứ quân sự cũ của Mỹ ở sân bay
Đà Nẵng, Biên Hòa và Phù Cát độ tồn lưu của PCDD, PCDF, 2,4,5-T, 2,4-D, TCP,
DCP và PAH ở mức cao. Đặc biệt là 2,3,7,8-TCDD đã được phân tích còn ở mức
rất cao, chiếm tới trên 90% tổng độ độc. Từ năm 1999 đến nay, các nhà khoa học
Việt Nam đã thực hiện nhiều đề tài dự án nhằm tẩy độc các “điểm nóng” này bằng
nhiều phương pháp khác nhau. Công nghệ phân hủy sinh học đã và đang là một
trong các phương pháp được áp dụng chủ yếu trong khử độc các chất ô nhiễm kể
trên ở quy mô từ 0,5m3 đến 3384m3. Vừa qua thông qua hợp tác với Cục Bảo vệ
môi trường Hoa Kỳ được tài trợ của Quỹ Ford công nghệ đã được khẳng định là
thành công ở cả hiệu quả loại bỏ hỗn hợp chất ô nhiễm chứa dioxin lẫn kinh tế.
Trung bình mỗi ngày 100 pg TEQ/g dioxin đã được loại bỏ. Đây là kết quả rất
thành công trong tìm giải pháp xử lý ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại các điểm nóng
tại Việt Nam.
Trong các phương pháp phân hủy sinh học, sử dụng enzyme đang trở thành
công cụ có hiệu quả cao. Gần đây, hướng nghiên cứu enzyme ngoại bào như
laccase, manganese peroxidase (MnP), lignin peroxidase (LiP) từ các chủng vi sinh

vật (VSV) đã được quan tâm do tính xúc tác không đặc hiệu của các enzyme này.
Ba loại enzyme này đã được chứng minh có khả năng phân hủy dioxin, PAH, các
màu thuốc nhuộm v.v. [45, 47]. Do đó nghiên cứu tăng cường sự phân hủy sinh học
trong các khu vực ô nhiễm hay phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả
năng sinh ra các loại enzyme trên cho việc tạo ra chế phẩm đã được nhiều nhà
nghiên cứu thực hiện.
Enzyme ngoại bào của các chủng VSV cũng là nguồn vật liệu quan trọng
cho các ứng dụng khác trong công nghiệp như thực phẩm, dược phẩm v.v. Trên thế
giới và ở Việt Nam nghiên cứu về laccase chủ yếu tập trung ở nấm đảm từ gỗ mục

Nguyễn Nguyên Quang

1

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

còn những thông tin về các chủng vi khuẩn, xạ khuẩn cũng như nấm sợi có khả
năng sinh laccase có mặt trong đất nhiễm các chất hữu cơ khó phân hủy đặc biệt là
khu vực nhiễm chất diệt cỏ/dioxin chưa có.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, đề tài “Phân lập và nghiên cứu khả
năng chuyển hóa một số chất đa vòng thơm của nấm sợi sinh tổng hợp enzyme
laccase từ đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin” đã được tiến hành. Kết quả trình bày
trong luận văn là một phần nhỏ của đề tài độc lập cấp nhà nước: “Nghiên cứu công
nghệ sản xuất enzyme ngoại bào laccase, manganese peroxidase, lignin
peroxidase (MnP, LiP) từ vi sinh vật phục vụ xử lý các chất ô nhiễm đa vòng
thơm” thực hiện trong 3 năm từ 2010 – 2012, do PGS. TS. Đặng Thị Cẩm Hà làm
chủ nhiệm. Nội dung chính của luận văn bao gồm những nội dung chủ yếu sau:

¾

Phân lập, sàng lọc các chủng nấm sợi có khả năng sinh laccase từ đất nhiễm
chất diệt cỏ/dioxin tại sân bay Biên Hòa và đất dioxin thu thập từ sân bay Đà
Nẵng đang trong quá trình xử lý;

¾

Chọn một chủng để nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng tới sinh tổng hợp
enzyme laccase nhằm thu enzyme thô có hoạt tính cao;

¾

Đánh giá hiệu quả phân hủy các màu thuốc nhuộm và các PAH của chủng
nấm sợi và enzyme thô thu được từ chủng nghiên cứu;

¾

Phân loại chủng nấm chọn lọc bằng phương pháp truyền thống và gene mã
hóa18S rRNA.

Nguyễn Nguyên Quang

2

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

PHẦN I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cấu trúc, tính chất của dioxin và các chất tương tự
1.1.1. Cấu trúc, tính chất của dioxin và các chất tương tự
1.1.1.1. Cấu trúc của dioxin và các chất tương tự
Nhóm các hợp chất hydrocarbon mạch vòng chứa clo có quan hệ gần gũi với
nhau về cấu trúc và tính chất hóa học chủ yếu bao gồm PCDD (gọi chung là
dioxin), PCDF (gọi là furan) và polychlorinated biphenyl (PCB). Chúng tạo thành
một nhóm các chất hóa học bền vững trong môi trường và thường tồn tại dưới dạng
hỗn hợp các chất đồng phân. Các nhà khoa học Hà Lan lần đầu tiên đã công bố sự
có mặt của các chất này trong mẫu tro sau quá trình thiêu đốt vào năm 1977. Tuy
nhiên đến năm 1982, dioxin đã trở thành một vấn đề thu hút toàn cộng đồng xã hội
sau sự cố nổ nhà máy sản xuất thuốc diệt cỏ và hóa chất ICMESA ở Seveso, Italia
năm 1976. Các chất hóa học này đã lắng đọng trên một khu vực rộng 2,8 km2 và
gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ con người và môi trường sinh thái.
Hiện nay, người ta quan tâm nhất đến 7/75 đồng phân PCDD và 10/135 đồng
phân PCDF bởi các chất này độc tính cao. Đặc biệt là đồng phân 2,3,7,8-TCDD và
1,2,3,7,8-PeCDD được tổ chức Y tế thế giới (WHO) xếp vào loại độc nhất với hệ số
độc là 1. Trong số 209 đồng phân PCB chỉ có 12 chất có tính độc cao và trong các
đánh giá môi trường phải phân tích và báo cáo về số phận và nồng độ của nó. Tính
chất vật lý và hóa học của mỗi đồng phân này rất thay đổi tùy thuộc vào mức độ và
vị trí của thành phần clo trong đó. Công thức cấu tạo của các PCDD, PCDF và PCB
được trình bày trong hình 1.1.

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của PCDD, PCDF và PCB

Nguyễn Nguyên Quang

3

CNSH-K810

Luận văn thạc sĩ sinh học

1.1.1.2. Tính chất vật lý, độ độc của dioxin và các chất tương tự
Hiện nay, đã có rất nhiều nghiên cứu về tính chất vật lý, hóa học của các hợp
chất dioxin, furan và PCB đặc biệt là 2,3,7,8-TCDD, một trong hai đồng phân
dioxin độc nhất. Độ độc của các đồng phân dioxin tùy thuộc vào số lượng và vị trí
của nguyên tử clo trong cấu trúc phân tử [38]. Để so sánh mức độ gây độc của các
chất, WHO dùng chỉ số TEF để đánh giá (Phụ lục 1). Nhìn chung, PCDD, PCDF và
PCB là những hợp chất không phân cực cao, có độ hòa tan trong nước và áp suất
hơi rất thấp. Khi có mặt trong môi trường, chúng có xu hướng tích lũy vào các loại
vật chất có tính kị nước như lớp đất mùn, trầm tích, mô mỡ của động vật và rất ít có
khả năng lọc chiết hoặc bay hơi [53].
Hầu hết dioxin và các chất tương tự đều là những hợp chất rất bền vững
trước những tác động phân hủy hóa học và sinh học trong tự nhiên. Quá trình
chuyển hóa duy nhất có ý nghĩa về mặt môi trường là quá trình quang phân ly
những chất không bị hấp phụ trong pha khí ở bề mặt phân cách giữa đất và khí hoặc
giữa đất và nước.
Chu kì bán huỷ của dioxin trong đất có thể dài hơn nhiều so với các kết luận
trước đây. Chu kỳ bán huỷ của 2,3,7,8-TCDD trong đất ở lớp bề mặt 0,1 cm giao
động từ 9-25 năm và ở các lớp đất sâu hơn có thể đạt tới 25 đến 100 năm. Dioxin có
thể di chuyển trên bề mặt đất, theo dòng nước và theo không khí. Nhiều nhà khoa
học trên thế giới cho rằng dioxin chỉ thấm sâu xuống đất đến khoảng 30 cm và nồng
độ của chúng chỉ tập trung ở độ sâu 5-10 cm. Tuy vậy, thành phần của đất, đặc biệt
là thành phần hữu cơ trong đất như axit humic giữ vai trò quan trọng trong việc
thấm sâu của dioxin vào đất. Độ lan truyền của dioxin giảm khi hàm lượng hữu cơ
trong đất tăng [11].
Hiện nay, các nhà khoa học đã sử dụng các phương pháp sắc ký khối phổ
(GC/MS) hoặc sắc ký khối phổ hiệu năng cao (HRGC/HRMS) hoặc các phương

pháp biểu hiện gene như Calux, DR-Calux để phân tích sự có mặt của dioxin và các

Nguyễn Nguyên Quang

4

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

hợp chất tương tự tùy thuộc vào nồng độ cao hay thấp của chúng trong mẫu sinh
phẩm và môi trường. Một số đặc tính vật lý của PCDD được trình bày ở phụ lục 2.
1.1.2. Các nguồn tạo dioxin
Trong những năm từ 1920 đến 1970, xu hướng sản xuất các hợp chất
chlorophenol ở những nước công nghiệp tăng mạnh do nhu cầu sử dụng rộng rãi.
Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự tăng nồng độ các hợp chất dioxin
được tìm thấy trong mẫu mô người hay mẫu trầm tích gần các khu công nghiệp
trong khoảng thời gian này. Dioxin được đưa vào môi trường theo nhiều cách và số
lượng khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc phát sinh ra chúng. Dioxin có mặt ở
nhiều nơi do tồn tại nhiều nguồn phát sinh và có thể xảy ra sự di chuyển trong trong
đất, nước và không khí. Nguồn phát sinh dioxin vào môi trường được chia thành 4
nhóm như trong hình 1.2 [52]. Trong đó, nguồn giải phóng dioxin vào môi trường
lớn nhất là từ quá trình thiêu đốt các loại rác thải bao gồm: rác thải rắn đô thị, rác
thải y tế, rác thải nguy hại và cặn bùn từ các quá trình xử lý công nghiệp.
Nguồn thiêu đốt:
- Rác thải đô thị
- Rác thải bệnh viện
- Rác thải độc hại
- Cặn bùn

Nguồn đốt cháy:
- Lò nung xi măng
- Cháy rừng
- Phương tiện sử dụng diesel
- Thiết bị chạy bằng than đá
- Lò hỏa táng

DIOXIN TRONG
MÔI TRƯỜNG

Nguồn hồ chứa:
- Quá trình sinh hóa
- Quá trình quang phân ly
- Cháy rừng
- Phát sinh từ sự cố

Nguồn công nghiệp:
- Nghiền giấy và bột giấy
- Sản xuất hóa chất
- Công nghiệp luyện kim

Hình 1.2. Các nguồn phát sinh dioxin vào môi trường [52]

Nguyễn Nguyên Quang

5

CNSH-K810

Luận văn thạc sĩ sinh học

Quá trình tạo ra sản phẩm phụ dioxin được biết đến nhiều nhất là quá trình
sản xuất công nghiệp chất diệt cỏ 2,4,5-T. Trước đây, 2,4,5-T được sử rất hiệu quả
trong kiểm soát sinh trưởng của cây rừng. Khi được trộn với 2,4-D theo tỷ lệ 1 : 1
tạo thành một chất gọi là chất da cam hoặc thuốc diệt cỏ da cam, chất này được
quân đội Mỹ sử dụng rộng rãi để làm rụng lá cây trong chiến tranh ở Việt Nam [53].
Mặc dù quá trình tạo ra dioxin đã được biết rõ và không còn được sử dụng
nữa, nhưng trong một số trường hợp khác những hợp chất này vẫn được tạo thành
một cách không mong muốn hoặc là sản phẩm trung gian của sự phân hủy các sản
phẩm trong nhiều quá trình sản xuất, quá trình tiêu hủy rác thải đặc biệt là sự thiêu
đốt các hợp chất hữu cơ.
1.1.3. Tình trạng ô nhiễm dioxin ở Việt Nam
Trong cuộc chiến tranh Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng hàng chục triệu
lít chất độc hóa học trên diện tích khoảng 17 triệu ha ở miền Trung và miền Nam
Việt Nam, trong thời gian từ 1961 đến 1971. Đây là cuộc chiến tranh hóa học lớn
nhất trong lịch sử loài người và mức độ ô nhiễm dioxin ở miền Nam Việt Nam lúc
chiến tranh là mức ô nhễm cao nhất trên thế giới. Trong 20 loại chất độc mà quân
đội Mỹ đã phun rải, các chất tím, chất hồng và da cam là các chất chứa nhiều dioxin
nhất. Theo đánh giá lại của Stellman và cộng sự thì tổng lượng dioxin trong các
chất độc hóa học được sử dụng tại Việt Nam có thể lên hơn 1000 kg. Hiện nay, tại
các sân bay quân sự cũ Biên Hoà, Đà Nẵng, Phù Cát v.v. đất, trầm tích vẫn bị ô
nhiễm nặng nề bởi dioxin và các chất diệt cỏ, với độ tồn lưu ở mức cao và rất cao
lên tới hàng trăm nghìn ppt [57].
1.1.4. Ảnh hưởng của dioxin đến sức khỏe của con người và hệ sinh thái
1.1.4.1. Ảnh hưởng của dioxin đến sức khỏe của con người
Dioxin là nguyên nhân ảnh hưởng tới quá trình sinh sản ở động vật và người
đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và thừa nhận. Trong phòng thí nghiệm, các
nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm và nhận thấy rằng 2,3,7,8-TCDD ở hàm

lượng thấp 100 µg/kg sẽ gây ra tử vong đối với động vật có vú, còn đối với chuột

Nguyễn Nguyên Quang

6

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

thậm chí hàm lượng này còn thấp hơn 1 µg/kg. 2,3,7,8-TCDD còn là nguyên nhân
gây ra bệnh ung thư, quái thai ở động vật và người và có độ độc gấp 500 lần
xyanua. Các thông kê được tiến hành tại bệnh viện hữu nghị Việt Đức đã chỉ ra
rằng, trong các bệnh nhân nhập viện mà họ đã từng phơi nhiễm chất diệt cỏ trong
chiến tranh thì tỉ lệ ung thư chiếm 67%. Tỉ lệ này là 28% đối với nhóm người không
bị phơi nhiễm. Cũng trong báo cáo này, trong các năm từ 1952-1981, tỉ lệ sẩy thai
tự nhiên của sản phụ tại Việt Nam tăng lên cùng với cường độ tăng của quá trình rải
chất độc hóa học của quân đội Mỹ tại miền Nam Việt Nam [64].
Dioxin còn là nguyên nhân gây ra hàng loạt bệnh lý như chứng ban clo, sạm
da, các loại ung thư phân mềm (hodgkin, lymphoma, sarcoma co trơn v.v...), đa u
tủy, các loại ung thư đường hô hấp trên và ung thư phổi, ung thư tiền liệt tuyến, dị
tật bẩm sinh, những rối loạn kéo dài về chuyển hóa gluco và những rối loạn nhẹ của
chức năng tuyến giáp, hệ thần kinh trung ương và ngoại biên [64].
1.1.4.2. Ảnh hưởng của dioxin tới hệ sinh thái
Quân đội Mỹ sử dụng hàng chục triệu lít chất diệt cỏ chứa dioxin trong
cuộc chiến tranh hóa học tại miền Trung và Nam Việt Nam. Hơn 2 triệu ha rừng đã
bị tác động của chất diệt cỏ trong đó có hàng trăm nghìn ha rừng nhiệt đới nguyên
thủy bị phá hủy hoàn toàn và để lại hậu quả nặng nề, lâu dài đối với môi trường
Việt Nam. Chất diệt cỏ chứa dioxin đã làm biến đổi hệ sinh thái và giết chết rất

nhiều động, thực vật và VSV.
Chất diệt cỏ sau khi được phun xuống có thể tích tụ không những trong đất
mà còn phân tán trong lớp nước mặt, nước ngầm, không khí, tích tụ trong cơ thể
sinh vật nên ít bị ảnh hưởng của một số yếu tố như ánh sáng mặt trời, tia cực tím,
nhiệt độ. Sau nhiều năm chiến tranh kết thúc, lượng chất độc còn lại trong môi
trường rất lớn, nồng độ dioxin và 2,4,5-T trong đất và trầm tích còn rất cao tại các
điểm nóng là các căn cứ quân sự cũ của Mỹ [2].

Nguyễn Nguyên Quang

7

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

1.1.5. Các phương pháp khử độc đất nhiễm chất độc hóa học
1.1.5.1. Các công nghệ xử lý POP
Hiện nay theo tổng kết của chương trình môi trường liên hiệp quốc, có
khoảng 50 công nghệ đã, đang được nghiên cứu và ứng dụng trong xử lý tẩy độc
các chất ô nhiễm POP trong đó có dioxin và các chất tương tự. Các công nghệ này
được xếp vào trong 4 nhóm như sau [35]:
A. Các công nghệ đã được thương mại hóa với nhiều kinh nghiệm
- Sự khử bằng hóa chất ở pha khí (Gas phase chemical reduction)
- Sự phân hủy nhờ xúc tác (Base catalysed decomposition)
- Sử khử natri (sodium reduction)
-Sự oxi hóa ở trên điểm tới hạn của nước (super-critical water oxidation)
- Hồ quang Plasma (Plasma arc PLASCON)
- Nhiệt phân/thiết bị khí hóa (pyrolysis/gasifiers)

B. Các công nghệ tiến gần hoặc ở giai đoạn bắt đầu thương mại hóa
- Sự oxi hóa muối nóng chảy (molten salt oxidation)
- Công nghệ điện sônvát (solvated electron technology)
C. Các công nghệ nhiều triển vọng
- Sử dụng bi nghiền đến phân tử (Ball Milling)
- Quy trình GeoMeltTM (GeoMeltTM Process)
- Oxy hóa điện hóa trung gian (CerOx) (mediated electrochemical oxidation)
- Oxy hóa điện hóa trung gian (AEA silver II)
- Sự hydro hóa nhờ chất xúc tác (catalytic hydrogenation)
D. Những công nghệ gần như có thể ứng dụng để phân hủy các kho chứa POPs
- Phân hủy nhờ chất xúc tác MnOx/TiO2
- Xúc tác TiO2-based V2O5/WO3 (TiO2-based V2O5 catalysis)
- Phân hủy nhờ xúc tác của ánh sáng Fe(III) (Fe(III) photocatalyst
degradation)
- Sự phân hủy do phóng ozon hoặc phóng điện (Ozonation/electrical
discharge destruction)

Nguyễn Nguyên Quang

8

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

- Kim loại nóng chảy (molten metal)
- Nhóm các phương pháp phân hủy sinh học bao gồm:
+ Sự phân hủy do vi khuẩn được tăng cường về mặt quang hóa
(photochemically enhanced microbial degradation)

+ Phân hủy sinh học/ phản ứng của Fenton (biodegradation/Fenton’s
reaction)
+ Phân hủy sinh học nhờ nấm mục trắng
+ Phân hủy do enzyme
+ Phân hủy sinh học đất tại chỗ (in situ bioremediation of soils)
+ Phân hủy sinh học theo công nghệ DARAMEND (DARAMEND
bioremediation)
+ Phân hủy sinh học nhờ thực vật (phytoremediation)
Các công nghệ xử lý bằng các phương pháp hóa học, lý học kể trên có khả
năng phân hủy dioxin và các hợp chất POP nói chung rất hiệu quả, triệt để và thời
gian xử lý ngắn. Tuy nhiên, các công nghệ này có chi phí rất cao và hiện nay mới
chỉ được áp dụng ở các nước phát triển như Mỹ, Canada, Anh, Đức, Australia, New
Zealand, v.v. Điều kiện kinh tế và tình hình ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin của Việt
Nam hiện nay không cho phép thực hiện được những công nghệ có giá thành cao
trong việc xử lý khử độc đất nhiễm hỗn hợp chất diệt cỏ chứa dioxin. Phương pháp
phân hủy sinh học là phương pháp khả thi, đã được các nhà khoa học Việt Nam
nghiên cứu và ứng dụng, do tính hiệu quả về kinh tế và thân thiện với môi trường,
phù hợp với hoàn cảnh nước ta.
1.1.5.2. Phương pháp phân hủy sinh học
Phương pháp khử độc bằng phân hủy sinh học được xem là khắc phục được
các hạn chế của các phương pháp hóa học và lý học. Phương pháp này tẩy độc một
cách triệt để, không gây ô nhiễm thứ cấp cũng như không ảnh hưởng đến môi
trường sinh thái. Phương pháp này được gọi là “công nghệ xanh”. Tuy nhiên,
phương pháp này có nhược điểm là thời gian xử lý dài.

Nguyễn Nguyên Quang

9

CNSH-K810

Luận văn thạc sĩ sinh học

Phương pháp phân hủy sinh học sử dụng các sinh vật sống, thường là vi sinh
vật, thực vật và sản phẩm sinh ra từ chúng hoặc kết hợp các yếu tố trên để phân
hủy, khử độc hay cô lập các chất độc ngay trong môi trường ô nhiễm. Phân hủy sinh
học thích hợp trong xử lý đất, cặn, nước hoặc ngay cả không khí, dựa trên hoạt tính
enzyme đa dạng có tính xúc tác mạnh của sinh vật sống. Vi sinh vật sinh tổng hợp
các enzyme xúc tác quá trình phân hủy các chất độc hoặc chuyển chúng thành dạng
ít độc hơn ngay trong các khu vực ô nhiễm. Vi sinh vật được ưu tiên sử dụng do khả
năng trao đổi chất rất đa dạng của chúng. Một số VSV có khả năng phân hủy các
hợp chất POP trong đó có hydrocarbon trong dầu mỏ và hydrocarbon đã halogen
hóa của các ngành công nghiệp khác. Sản phẩm cuối cùng của phân hủy sinh học là
nước, CO2, axit hữu cơ và sinh khối VSV, không gây độc cho môi trường cũng như
các sinh vật khác.
Phân hủy sinh học được tiến hành theo hai hướng. Phân hủy sinh học in situ
và ex situ. Ex situ lấy chất ô nhiễm từ vùng ô nhiễm ban đầu để xử lý́ ở nơi khác,
còn in situ là xử lý ô nhiễm tại chỗ.
Phân hủy sinh học in situ gồm những kỹ thuật khác nhau nhằm giảm tối đa
các tác động vào vùng ô nhiễm. Với các kỹ thuật này, không cần phải khai quật
vùng ô nhiễm cũng như các hệ thống bơm xử lý phức tạp trên quy mô sâu và rộng,
do đó góp phần hạ giá thành và có thể giải quyết các vấn đề tồn tại trong những
cách tiếp cận khác. Hầu hết quá trình in situ kích thích quần xã VSV bản địa, hoạt
hóa khả năng trao đổi chất và khả năng phân hủy chất ô nhiễm của chúng. Có thể
chia phân hủy sinh học in situ làm ba nhóm chính là kích thích sinh học, làm giàu
sinh học và xử lý kỵ khí. Cách phân chia này chỉ có ý nghĩa tương đối, trên thực tế
có thể tiến hành kết hợp các phương pháp nhằm thu hiệu quả xử lý tối đa.
Trên thế giới, phương pháp khử độc bằng phân hủy sinh học đã thành công
trên các đối tượng khác nhau như các dung môi tricloethylen, perchloroethylen, các

hợp chất polychlorinated biphenyl, benzen, toluen, ethylbenzen, xylen, các hợp chất
hydrocacbon đa nhân thơm, các loại thuốc trừ sâu v.v [64].
Tại Việt Nam, Đặng Thị Cẩm Hà và cộng sự đã nghiên cứu tẩy độc dioxin

Nguyễn Nguyên Quang

10

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

theo 5 công thức xử lý khác nhau, sau một tháng thí nghiệm, hàm lượng dioxin
giảm từ 32,84% đến 71,04% [21]. Nghiên cứu cũng đã xác định sự đa dạng của
VSV tham gia vào quá trình phân hủy và khả năng sinh enzyme ngoại bào laccase,
LiP và MnP. Các tác giả cũng cho rằng hai enzyme laccase và MnP đóng một vai
trò như là chất xúc tác trong quá trình phân hủy sinh học các chất có trong đất
nhiễm chất diệt cỏ/dioxin.
1.1.6. Phân hủy dioxin và các hợp chất tương tự bởi nấm
Enzyme cytochrome P-450 monooxygenase là một hemoprotein phân bố
rộng rãi trong các sinh vật nhân thật và tiền nhân. Khả năng của enzyme này là
hydroxyl hóa DBF đã được phát hiện trong nấm men và nấm sợi. Gần đây, các nhà
nghiên cứu đã quan tâm cải biến P-450 nhằm nâng cao hiệu quả của các hệ thống
xử lý dioxin. Sakaki và cộng sự đã chứng minh được sự trao đổi chất của DD,
MCDD, 2,7-Dichlorodibenzo-p-dioxin và 2,3,7-TriCDD bởi tế bào nấm men tái tổ
hợp biểu hiện P-450 chuột [50].
Không giống như cytochrome P-450 monooxygenase, LiP có tính không đặc
hiệu cao về cơ chất vì vậy chúng có thể phân hủy được cả PCDD/F. Bumpus và
cộng sự đã có nghiên cứu đầu tiên về tiềm năng phân hủy dioxin bởi P.

Chrysosporium sử dụng 2,3,7,8-TCDD. Takada và cộng sự cũng đã chứng minh
được quá trình phân hủy sinh học các PCDD/F bao gồm cả 2,3,7,8-TCDD của nấm
mục trắng P. Sordida YK-624. Khi nuôi cấy nấm này trên môi trường nghèo nitơ
với hỗn hợp các PCDD/F, 40 -76% các PCDD và 45-70% PCDF đã bị phân hủy.
Các enzyme ngoại bào trong đó có laccase đã nhận được sự quan tâm to lớn do khả
năng của chúng oxy hóa một số các chất ô nhiễm bền vững trong môi trường có cấu
trúc gần giống lignin [58]. Không giống LiP, các chi tiết về phân hủy dioxin được
xúc tác bởi laccase còn hạn chế. Các nghiên cứu trước đây cho thấy, laccase của
Polyporus versicolor không oxy hóa đáng kể 2,3,7,8-TCDD, trong khi đó laccase
của Trametes vesicolor và Pycnoporus cinnabarinus chuyển hóa được 2-hydroxydibenzofuran.

Hơn

nữa,

laccase

của

P.

Cinnabarinusi

chuyển

hóa

hydroxydiphenylether và 2-hydroxybiphenyl và loại clo của các chlorinated

Nguyễn Nguyên Quang

11

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

hydroxybiphenyl.
Hiện nay, cũng đã có nhiều công bố về các chủng nấm đất phân hủy dioxin
như chủng Acrymonium sp. 622 (tên mới là Pseudallescheria boydii) sinh trưởng ở
điều kiện hiếu khí và phân hủy hiệu quả các dioxin chứa 4–8 clo bằng cách oxy hóa
các vòng thơm và loại clo. Các enzyme bám vào màng tham gia quá trình phân hủy
các dioxin chứa clo trong chủng 622 và có cơ chế khác với các enzyme từ các
chủng nấm chuẩn [31]. Kunichika và đồng tác giả cũng đã chứng minh sự phân hủy
đất nhiễm dioxin bởi nấm Acremonium sp. Gần đây một con đường phân hủy dioxin
mới của nấm phân hủy vòng ether Cordyceps sinensis A đã được nghiên cứu. Nấm
này có khả năng phân hủy DD, 2,3,7-TriCDD và OCDD. Loài nấm được nghiên
cứu phân hủy DD tạo thành catechol, chất này sau đó được trao đổi chất tiếp đến
cis-cis-muconate; trong khi đó phân hủy 2,3,7-TriCDD và OCDD dẫn đến catechol
chứa 1-3 clo và catechol không chứa clo. Tuy nhiên, các cơ chế phân hủy PCDD/F
của chủng nấm kể trên vẫn chưa rõ ràng [38].

Hình 1.3. Con đường phân hủy 2,7dichlorodibenzo-p-dioxin (27-DCDD)
bằng nấm mục trắng Phanerochaete
chrysosporium. Với (1) 27-DCDD; (2)
4-chloro-1,2-benzoquinone;

(3)

4-

chlorocatechol;

(4)

2-hydroxy-1,4-

benzoquinone;

(5)

2-methoxy-1,4-

benzoquinone; (6); 4-chloroveratrole;
(7); 1,2,4-trihydroxy-benzene; (8) 2methoxyhydroquinone; (9) 4-hydoxy-1,2benzoquinone; (10) β-ketoadipic acid.

Nguyễn Nguyên Quang

12

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

Ở Việt Nam, các nghiên cứu khử độc đất nhiễm chất độc hóa học mới được
bắt đầu từ năm 1999. Phòng công nghệ sinh học môi truờng (CNSHMT) – Viện
công nghệ sinh học đã thực hiện nhiều nghiên cứu và thực hiện xử lý ở nhiều quy
mô khác nhau: 0,5 m3; 1,5 m3; 2 m3; 10 m3, 100 m3 và 3.384 m3. Kết quả thu được

cho thấy tổng độ độc đã giảm từ 50 đến 70% sau 2 năm xử lý. Hiện nay, trong bộ
sưu tập giống VSV phân lập từ đất nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở Đà Nẵng của
phòng CNSHMT, một số chủng đã được định tên bằng cả hai phương pháp truyền
thống và xác định trình tự gene 16S rRNA, 18S rRNA bao gồm Streptomyces sp.
XKDN11, Streptomyces sp. XKDN12, Streptomyces sp. XKDN19, Streptomyces
sp.XKDNR1, Brevibacillus sp. XKDN13, Brevibacillus sp. BDNR10, Bacillus sp.
BDN6, Bacillus sp. BU3, Pseudomonas sp. BDN15, Pseudomonas sp. BDNR1,
Pseudomonas sp. Setdn1, Aspergillus sp. FDN9, Aspergillus sp. FDN20,
Aspergillus sp. FDN21, Aspergillus sp. FDN41, Curvularia sp. FDN22,
Trichoderma sp. FDNR40. Các trình tự gene đều được đăng ký trên GenBank. Một
số gene chức năng tham gia vào phân hủy chất diệt cỏ/dioxin như tdfA, dioxin
dioxygenase [6] v.v. cũng đã được nghiên cứu và giải trình tự. Một số gene đã được
đánh giá số lượng bản sao ngay trong các lô xử lý tẩy độc như C230, tdfA. Các
chủng VSV này đều có khả năng phân hủy 2,3,4,7-TCDD hoặc 2,4,5-T, 2,4-D,
DBF, PAH v.v. ở các mức độ khác nhau như là nguồn cacbon và năng lượng duy
nhất hay theo cơ chế đồng trao đổi chất [6].
1.2. Phân hủy sinh học 2,4,5-T và 2,4-D
1.2.1. Một số tính chất của 2,4,5-T và 2,4-D
2,4,5-T là tên viết tắt của 2,4,5-trichlorophenoxyaxetic axít, công thức hóa
học là C8H5O3Cl3 (Hình 1.4) và khối lượng phân tử 255,49 g/mol.

Hình 1.4. Công thức cấu tạo 2,4,5-T

Nguyễn Nguyên Quang

13

CNSH-K810

Luận văn thạc sĩ sinh học

2,4,5-T tinh khiết có dạng tinh thể rắn, không mùi, từ không màu đến vàng
nâu nhạt, tan ít trong nước, độ hòa tan trong nước ở 30oC là 238 mg/kg, tan tốt
trong dung môi hữu cơ. Tỷ trọng là 1,8 g/cm3 ở 20oC. Nhiệt độ nóng chảy trong
khoảng 154oC-158oC.
2,4,5-T được sử dụng như một chất diệt cỏ có tác dụng làm rụng lá cây.
2,4,5-T là chất diệt cỏ có độc tính mạnh, kích ứng mạnh, làm nhiễm độc thai, gây
quái thai, ung thư và gây nhiễm độc tuyến sinh dục. Theo các nghiên cứu trước đây
thì thời gian bán hủy của 2,4,5-T trong đất là 12-59 ngày, gần bề mặt nước là 15
ngày.
2,4-D là tên viết tắt của 2,4-dichlorophenoxyaxetic axit có công thức hóa học
là C8H6Cl2O3, công thức cấu tạo được thể hiện ở hình 1.5.

Hình 1.5. Công thức cấu tạo của 2,4-D
2,4-D có khối lượng phân tử 221,04 g/mol, dạng bột, có màu trắng đến màu
vàng. Nhiệt độ nóng chảy là 140,5oC và nhiệt độ bay hơi là 160oC. Ở nhiệt độ 25oC,
2,4-D có thể hòa tan trong nước tới hàm lượng 900 mg/l.
2,4-D là thuốc diệt cỏ được tổng hợp từ các auxin, là thuốc diệt cỏ tán rộng.
Hiện nay, chủ yếu 2,4-D được sử dụng trong những hỗn hợp pha trộn với các loại
thuốc diệt cỏ khác, có vai trò như một chất tăng cường tác dụng và đang được sử
dụng rộng rãi trên khắp thế giới.
1.2.2. Phân hủy sinh học hiếu khí 2,4,5-T và 2,4-D
Các VSV phân hủy 2,4-D đã được tìm thấy trong một số loại đất, bùn, vùng
nước hiếu khí gần bề mặt, phân ủ, bùn hoạt tính, các hồ và các sông. 2,4-D được
chuyển hóa thành 2,4-DCP và sau đó được oxy hóa đến 3,5-dichlorocatechol. Con
đường này được phát hiện trong các vi khuẩn Arthrobacter, Pseudomonas,
Cupriadius, Flavobacterium, Burkhoderia, Halomonas và Variovorax, hầu hết các

Nguyễn Nguyên Quang

14

CNSH-K810


Luận văn thạc sĩ sinh học

vi khuẩn này thuộc chi β và γ-proteobacteria. Phân hủy 2,4-D bởi các vi khuẩn
thuộc dưới nghành α-proteobacteria cũng đã được công bố [6].
So với 2,4-D; 2,4,5-T khó phân hủy và có ít công bố về phân bố sinh học các
hợp chất này. Chủng vi khuẩn sử dụng 2,4,5-T như nguồn cacbon và năng lượng
duy nhất được nghiên cứu đầy đủ nhất hiện nay là Burkhoderia phenoliruptrix
AC110. Một chủng vi khuẩn khác Nocardioides simplex 3E được phân lập bằng
cách làm giàu với 2,4,5-T có khả năng khoáng hóa hoàn toàn 2,4-D và 2,4,5-T. Các
nhà khoa học Việt Nam cũng xác định được các vi khuẩn Burkhoderia,
Sphingomonas, Pseudomonas sử dụng 2,4,5-T [6].
Một số nghiên cứu về phân hủy 2,4-D và 2,4-DCP bởi các vi nấm và dịch
chiết thô vi nấm đã được công bố. Ryan và Rumbus thông báo về khoáng hóa 2,4,5T bởi chủng nấm đảm Phanerochaete chrysosporium BKM-F-1767 trong điều kiện
nuôi cấy lỏng và trong đất. Tuy nhiên phải đến năm 2005, Vrosumia và cộng sự
mới công bố chi tiết về phân hủy 2,4-D và 2,4-DCP bởi Aspergillus penicilloides,
Mortierella isabellina, Chrysosporium pannorum và Mucor genevensis [6].
Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu về phân hủy 2,4-D và 2,4,5-T tại
các khu vực nhiễm chất diệt cỏ/dioxin hoặc không như các công bố của các tác giả
Đặng Thị Cẩm Hà và cộng sự (2008); Nguyễn Thị Kim Cúc và đồng tác giả (2005);
Nguyen Lan Huong và cộng sự (2007) v.v.
1.3. Các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng (PAH)
1.3.1. Giới thiệu chung
PAH là các hydrocacbon vòng thơm có từ hai hoặc nhiều hơn hai vòng
benzene. Chúng được hình thành do sự phân ly bằng nhiệt các phân tử hữu cơ và sự

kết hợp sau đó của chúng. Đốt cháy không hoàn toàn tại nhiệt độ cao (500–800◦C)
hoặc giữ ở nhiệt độ thấp (100–300◦C) trong một khoảng thời gian dài của các vật
liệu hữu cơ, kết quả là PAH được sinh ra.
Chúng xuất hiện như chất rắn không màu, trắng/vàng nhạt ít tan trong nước,
nhiệt độ sôi và nóng chảy cao và áp suất bay hơi thấp (Bảng 1.1). Khả năng hoà tan
trong nước thấp nhưng hệ số hấp phụ, khả năng bám dính cũng như khả năng hòa

Nguyễn Nguyên Quang

15

CNSH-K810