DSpace at VNU: Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng một số vi khuẩn có khả năng phân giải protein vào quá trình xử lý nước rò rỉ của bãi rác Nam Sơn - Hà Nội

TAPCHl KHOA HOCOHQGHN. KHTN & CN. T XIX. sò 1.2003

P H Â N L Ậ P , T U Y Ê N C H Ọ N VẢ ỨNG D Ụ N G M Ộ T s ố VI K H U A N c ó
KHẢ N Ả N G P H Â N GIẢI P R O T E I N VÀO QUẢ T R Ì N H x ử LÝ N Ư Ớ C
RÒ RỈ CỦA BẢI RÁC NAM S Ơ N - HÀ N Ộ I
T r i n h Lê H ù n g , N g u y ễ n M i n h N g u y ệ t
K h o a llo ủ học, Đ ạ i học K h o a học T ự nhiên, Đ H Q G H à N ội

1. Mở đ ầ u
T ron g môi trư ờ ng tụ n h iê n , c h ín h các vi s in h v ậ t th a m g ia v à o qúa tr ìn h trao
đỏi ch ấ t, vì v ậ y c h ú n g đóng vai trò q u y ế t định vào quá tr ìn h làm sạch môi trường.
Đê có th ê sử d ụ n g được vi sin h v ậ t tr o n g quá trìn h xử lý các c h ấ t th ả i nói c h u n g và
nước th ả i nói r iê n g c ầ n phải tìm ra các c h ú n g loại vi k h u ẩ n th ích hợp, tiế n h à n h
n h â n g iỏng, nuôi trồng, tạ o ra vỏi sô lư ợng lớ n [ 1 - 6 ]. C h ủ n g tỏi dã tiê n h à n h n g h iên
cứu p h â n l ậ p , t u y ê n c h o n v à ứ n g d ụ n g m ộ t s ỏ v i k h u ẩ n c ó k h ả n ă n g p h â n

giải p r o t e i n , góp p h ẩ n xử lv n ư ớ c t h ả i có h à m l ư ơ n g c h â t h ữ u cơ c a o n h ư
n ư ớ c rò rỉ từ b ã i r á c N a m sơ n - Hà n ô i.

2.

Kốt q u ả n g h i ê n c ứ u và t h ả o l u ậ n
2.1. P h á n l ậ p và tuyên c h o n vi k h u â n có k h ả n ả n g p h ả n g i ả i P r o t e i n
P h â n lậ p từ các m ấu có n g u ồ n khác n h a u sa u đây:
+ M ẫu 1: T ạo s in h khối tự n h iê n . C ho vào bìn h nh ự a nước, th a y p ep to n bằn g

bô su n g t h ịt bò đà th u ỷ p h â n , đường saccaro, các n g u y ê n tô* đa lư ợng và vi lượng,
s ụ c khí cho đ ên khi th ấ y nước đục (xu ất h iệ n s in h khôi cùa n h iê u loại vi k h u ẩ n có từ
không k h í ).
+ M ẫu 2: Nước th ả i ra từ lò g iế t m ổ s ú c v ậ t ỏ M ai Đ ộ n g - T h a n h Trì.
+ M ẫu 3: Nước rò rỉ từ bải rác N a m Sơn - Sóc Sơn.

+ M ẩu 4: Nước tr o n g bể n u ô i cá cảnh.
+ M ẫu 5: N g u ồ n th ả i chửa n h iề u c h ấ t tây rửa.
+ M âu 6 : N g u ồ n nước th ả i gia đình.
Đã p h ân lập được 8 vi k h u ẩ n có khả n á n g p h ã n giài protein.

43


Trinh Lê Hùng, N guyễn Minh Nguyệt

‘14

B ả n g 1: Hình th á i k h u â n lạc một sô vi k h u ẩ n p h â n g iả i protein

Đặc đ iểm h ìn h th ái

Mầu

Kí h iệu vi k h u ẩ n *

1

N

M àu trang; bể m ặt khô; m é p tròn.

2

M

M àu vàng; bể m ặ t ướt, n h ẵ n , p h ă n g ;m é p tròn.

3

N Si

M àu trắng; bê m ặ t khô, n h ằ n , lồi; m ép ch ia thuý.

4

H l.l

M àu trắng; bê m ặ t ưỏt, n h ẵ n , p h ản g ; m ép c h ia t h u ỷ

4

H 1.2

M àu trắng; bê m ật ướt, n h ẵ n , p h ẳng; m ép tròn.

5

H2.3

M àu trắng; bế m ật ướt, n h ẵ n , lồi; m ép c h ia th u ỷ.

õ

H2.4

M àu tr ắ n g đục, c h u y ể n th à n h m à u n â u n ế u đ ể ra
ngoài không khí; b ề m ặ t ướt, n h ẵ n , lồi, m ép tròn.

6

M àu trắng; bể m ặ t ướt, n h ẵ n , p h a n g ; m ép tròn.

H3.3

*Các kí h iệ u vi k h u ẩ n tạ m thời được đán h d ấ u từ n g u ồ n lấy
2.2. X á c đ ị n h m ô i t r ư ờ n g t h u ậ n lơ i c h o s ự p h á t t r i ề n c ủ a v i k h u ẩ n
•

C h u ẩ n bị các loại môi trường dịch th ể vô tr ù n g tr o n g c á c bìn h ta m giác,

mỗi

b ìn h 30m l.
+■ Môi tr ư ờ n g 1 : T h ạ c h th ư ờn g cai tiên.
+ Môi trư ờ n g 2 : T h ịt bò đã th u ỷ phân, các n g u y ê n tô đa lư ợ ng,vi lượng.
(Thịt bò đ ã th u ỷ p h â n do c h ú n g tôi tự c h ế tạo, còn các n g u y ê n tô đa lượng và
vi lượng c h ú n g tôi d ù n g ‘‘P h â n bón tổng hợp” do Bộ m ô n Công n g h ệ hoá học - k h oa
H oá học sả n x u ấ t)
•

D ù n g q u e c ấ y vô trù n g, lấy v à o mổi bình ta m g iá c đã C.Ó m ôi trư ờ ng 1 k h u ẩ n

lạc của m ột loại vi k h u ẩ n n h ấ t định.
- T iên h à n h lắc cá c bình đã cấy giống b ằ n g m áy lắc ( c u n g cả'p oxi c b n vi
k h u â n ph át tr iể n ).

- S au m ộ t ng ày c h ú n g tôi th ấ y các bình sử ciụng m ỏi tr ư ò n g 2 đục hơn binh
sií d ụ n g môi trư ờ n g 1 . Đ êm vi k h u ẩ n sông có m ặ t tr o n g lm l m à u c h o k ế t quả trinh
bày t rong bản g 2 .

Bảng 2: Sò lượng vi khuẩn phát triển trong hai môi trường khác nhau.
Vi k h u ẩ n

Môi trường 1

Môi trư ờ n g 2

N

2 .1 0 *

9 .2 . 1 0 7

M

1,7.10*

5 ,7 .107

N Sj

3.10*

7 ,2 .1 0 “

Phán lập, tuyển chon và ứng dung rnôt sô,.

15

N h ậ n xét:
Q ua b ả n g s ố liệ u trôn có th ể k h a n g định; Khá n ả n g sin h trương và p h á t triôn
c ủa vi k h u ẩ n trong môi trư ờng 2 tốt hơn n h iều so với môi trường 1 . N g u y ê n n h â n la
do môi trường này n g o ài các a x it am in đà được th u ỷ ph ân từ th ịt bò còn có th ê m các
n g u v ê n tô đa lượng v à vi lượng, là n h ữ n g ch ấ t cần th iê t cho qúa trình s in h trương
và sin h s ả n cua Vi s in h v ật. Vì v ậy , đế tă n g n h an h sô lượng vi k h u ẩ n cho m ục đích
cua m ìn h , c h ú n g tô i đà sử d ụ n g môi trường 2 , dẻ làm và rẻ tiê n th ay cho môi triíờng
th ạ ch th ư ờn g cài tiên .
2. 3. X á c đ ị n h h o ạ t t í n h p h ả n g i ả i p r o t e i n c ủ a c á c v i k h u ả n
D ù n g phường ph áp đ ặ t th ạ ch cỉế xác định h oạ t tín h ph ân giải protein, đả thu
được kêt. quả trong b ả n g 3.

Bảng 3. Khả n ả n g

phân

giải của các vi khuẩn phân lập được.

Loại vi k h u ẩ n

Đ ư ờng kinh ph ân giải

Khả n ă n g p h ân giải

N

2 , 6 cm

Tốt

M

1 , 6 cm

T rung bình

NSl

l , 2 cm

Kém

H 1.1

2 ,lc m

Tốt

H 1.2

2 , 2 cm

Tốt

H 2.3

l , 2 cm

Kém

H2.4

1,4cm

Ké m

H 3.3

l,5 c m

T r u n g bình

2.

4. K i ê m t r a k h ả n ă n g p h á n h u ỷ c h ắ t h ù u c ơ c ù a c á c vi k h u á ì ì (tỏi vớ i

n ư ớ c t h ả i N a m S ơ n đ ă q u a x ử lý b a n g p h u ơ ĩĩịỊ p h á p h o á h o c
- Nước rò rỉ từ bải rác N a m Sơn, xử lý qua vôi bảo hoà, sục k h í c o , đê đưa
pH vê 8,5. Lọc bỏ k ết tủ a và c h ấ t rắn lơ lửng. Ký h iệu m ẫ u là N S l .
- Lấy vào các b ìn h ta m giác đă khử tr ù n g b ằn g sức n ó n g ướt, mỗi bình 30m l
N S l.
- Cấy mồi loại vi k h u ẩ n vào một bình xác định.
*

D ặt các bình trên m áy lắc, cu n g cấp oxi cho vi k h u ẩ n phát triển, sau đó

th e o dõi sự th a y đỏi chí sỏ COD và nồng độ am ôni đê qua đó biêt cỉược khà n â n g
phân huý các chất hữu cơ của từ n g loại vi khuẩn.


Trịnh Lê H ùng , Nguyền Minh Nguyệt

46

B ả n g 4. Sự thay đổi COI) v à A m ôm .
C hi s ố C O D (m g/l)

H à m lượng A m ôni(m g/1)

0 giò

5 giờ

7 giờ

9 giờ

0 giờ

õ giò

7 giờ

9 giò

N

529

381

250

177

12 6,2

3 8 ,9 5

4 1 ,4 9

18,63

M

529

408

126,2

H l.l

5 29

357

310

230

126,2

3 7 ,1 3

3 8 ,5 8

24,74

H 1.2

529

370

253

2 30

1 26,2

4 4 ,0 4

3 6 ,7 6

2 0,3 7

H 2 .3

529

395

255

2 30

1 26,2

40 ,0 4

3 4 ,2 2

19,91

H 2.4

529

408

383

306

126,2

3 8 ,2 2

3 5 ,6 7

19,94

Ỉ13.3

529

395

480

3 57

126,2

3 6 ,7 6

3 4 ,2 2

l õ , 58

NS,

529

495

467

4 59

1 26,2

3 5 ,6 7

3 5 ,6 7

19,50

M ẫ u tr ắ n g

529

495

505

126,2

3 7 ,4 9

3 7 ,1 3

Vi k h u ẩ n

2 6,6 3

G hi chú: M ột s ố ô tr ố n g là do các s ố liệu k h ô n g xác địn h được.
N h ậ n x é t:

Q ua b ả n g s ố liệ u tr ê n c h ú n g tôi th ấ y rằng:
Vi k h u ẩ n N có k h ả n ă n g oxy hoá các ch ấ t hửu cơ có tro n g nưỏc th ả i tốt hơn cải.
Các vi k h u ẩ n H l . l , H l . 2 , H 2 .3 c ủ n g có tác d ụ n g tư ơ ng đôi tốt. Vi k h u ẩ n NSj tổn tạ ú
ỏ tr o n g nước th ả i N a m Sơn n h ư n g khả n ă n g oxy hoá lại k ém n h ấ t.
Khả n ă n g là m g iả m a m ô n i c ủ a các vi k h u ẩ n ch ư a được là m rỏ. N g u y ê n nh âm
có t h ể m ột p h ầ n do vi k h u ẩ n sử d ụ n g , m ột p h ầ n tron g qu á trìn h lắc là m cho am ôm i
bay hơi , d ẫ n đ ến ở m ẫ u t r ắ n g c ũ n g giảm đ á n g kể. Tuy v ậy , vi k h u â n H 3 .3 vẫn \\h
con có t h ể làm g iả m a m ô n i tố t n h ấ t trong sô n ày.

2. 5. ứ n g d ụ n g m ộ t v à i vi k h u ẳ n p h â n l ậ p đươc dỏ x ử lý nước t h ã i Nam Sơn
- Nước rò rỉ c ủ a bải rác N a m Sơn đã qua tiề n xử lý, được kí h iệu n h ư sau:
N S l : Nước th ả i N a m Sơn đà xử lý qua vôi, sa u đó sục k h í COj đe đưa vê miôi
trư ờ ng tr u n g tín h .
NS2: Nưỏc thài N am Sơn đà xử lý qua vôi, th ô i k h í qua d à n mưa đ ể đuôi am ôm i ,
sau đó sục khí CO> đ ế đ ư a v ê m ôi trư òng tr u n g tín h.
N S3: Nước th ả i N a m Sơn đâ xử lý qua b ằ n g đ u n g dịch p h èn nhôm và keo tụi.
- C h u ẩ n bị các b ìn h n h ự a , mỗi bình chứa 2 lít nưỏc th ả i các loại. Bổ s u n g v / à o

mỗi bình 200ml dịch vi khuẩn của m ột vài loại .
- Tiến h à n h s ụ c k h í ở đ iể u kiện như nh au.


Phán lảp , tuyển chon và ứng dung mót sô.
-

47

T h eo đỏi sự th a y đôi chi sô COI) và h à m lượng a m ô n i và n i t r a t c ù a các bình

tth eo thời g ia n . K ết quả được tr ìn h bày trong b ả n g õ và b ả n g 6 .
B ả n g 5. Sự thay đổi chỉ sô COD và hàm lượng N itơ (N H ;J và NO

ị)

th eo thời gian ơ các mẫu khi sử dụ ng các vi k h u ẩ n khác nhau.
C hì

T hời g ia n

sô

(n gày)

NS1

NS2

NS3

V*

M

N

V*

M

N

V*

M

N

0

1036

1036

1036

1161

1161

1161

1370

1370

1370

1/2

813

1115

1042

865

1010

563

958

813

875

7 16

508

498

571

571

539

861

7 88

654

3

Õ0 0

563

438

417

594

469

771

688

583

0

711

711

711

373

373

373

946

946

946

NH,

1/2

3 27

324

150

127

219

253

797

8 36

824

m g /1

2

320

289

72,9

2 5 ,6

43,1

4 2,1

435

652

239

3

129

112

32,3

28,1

5 2 ,0

2 4 ,0

295

4 48

8 7 ,0

0

•

-

-

-

-

-

-

-

-

NO,

1

0 .7 6

1,38

0,83

0 ,7 7

0 ,8 9

0 ,5 8

m g /1

9

0 ,82

0,74

1,90

0 ,7 7

0,7 4

0 ,8 5

2 ,6 5

1,71

0 ,9 2

3

0 ,6 2

0 ,6 7

0,76

0 ,64

0,7-1

0,68

1,60

1,73

1,45

COI)
m g /1

*Sin h khôi th u được từ M ẫu 1
B ả n g 6 . Khả n ă n g giảm hàm lượng các chất hữu cơ và a m ôn i th eo thời gian (tính th eo
phần trăm đôi vối các mẫu)
Chỉ sô

NS2

Thòi g ia n

NSl

(ngày)

V*

M

N

V*

M

N

V*

M

N

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

OOD

1/2

09

-

•

26

13

52

30

41

36

('%)

9

31

51

52

51

51

54

37

43

53

3

52

46

58

64

49

60

44

50

58

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

MHj

1/2

54

54

79

66

41

32

16

12

13

('%)

0

55

59

90

93

88

89

54

31

75

3

82

82

* S in h khối th u được từ M ẫu 1

96

93

NS3

86

94

69

53

91


T rịn h Lê Hùng, Nguyền M inh Nguvệt

48
N h ậ n x é t:

- Sinh khôi V v à vi k h u ẩ n N, M có v a i trò tíc h cực tr o n g quá trìn h làm g iả m

chỉ số COD và nồng độ amôni ở tấ t cả các mẫu N Sl, NS 2 , NS3.
- Ở cả 3 m ẫ u N S 1 , N S 2 , N S 3 vi k h u ẩ n N ( Được p h â n lậ p từ m ẫ u c ủ a s in h
khối V ) có khả n ã n g oxy h o á cá c c h ấ t hữu cơ v à a m ô n i lớn n h ấ t, phù hợp với các kết

quả nghiên cửu ỏ trên.
•

Sinh khối V có k h ả n ă n g là m giảm C O D v à am ôni tư ơ n g đổi tôt, chỉ k é m N

vì V là hổn hớp cá c vi s in h v ậ t, k h ô n g th u ầ n k h iế t n h ư N.
- H à m lượng rũtrat b iế n đôi k h ô n g đ á n g kể.

3. Kết luận
Qua thực nghiệm, chúng tôi thu được một sô kết quả sau:
1 . Đà p h â n lậ p được m ộ t sô loài vi k h u ẩ n có khả n á n g phân g iả i p r o te in và

đả x ác định được môi trư ờ n g t h u ậ n lợi c h o quá tr ìn h s in h trư ở ng và p h á t tr iể n cùa

chúng. Đó là môi trường gồm đường, thịt bò đã thuỷ phân và các nguyên tố đa
lượng,vi lượng (Các chất này đểu do Phòng nghiên cứu Công nghệ Hoá sinh- Bộ môn
Công nghệ Hoá học - Khoa Hoá học • Trường Đại học Khoa học Tư nhiên - Đại học
Q uốc gia Hà n ộ i s ả n x u ấ t).
2 . Đả x ác địn h được h o ạ t tín h p h â n g iả i p r o te in của các vi k h u ẩ n mới được

p h ầ n lập.
3. Một sỏ vi k h u ẩ n p h â n lập được đã tỏ ra có khả n ả n g xử lý rất tố t nưóc rò rỉ
từ bãi rác N a m Sơn, là loại nước có chỉ sô' C O D và h à m lượng am ôni đặc b iệt cao .

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

N g u y ề n Lân D ũ n g , N g u y ề n Đ ìn h Q u y ế n , P h ạ m V ăn Ty, M ột sô p h ư ơ n g p h á p
n g h iê n cứu vi s in h v ậ t h ọ c , N h à x u ấ t b ản Khoa học kỹ t h u ậ t , Hà nội, 1976.

2.

Glasgovv, L.A, P a r tic le s iz e red u ctio n by b r e a k a g e in biological vvasteu/iiter
tr e a tm e n t, B io te c h n o lo g y a n d B io e n g in e e r in g , 2 5 (1 9 8 3 ), pp. 9 01 -91 8.

3.

Fedorov, A. Y. e t al., B a c t e r ia l u tiliz a tio n o f ph en olic vvastevvater c o m p o n e n ts,
I n te r n a tio n a l B io d e te r io r a tio n a n d B io d e g r a d a tio n , 3 0 (1 9 9 2 ), pp. 9*16.

4.

B ru ce

E.

R it t m a n m ,

P erry

L.

M cC atry,

E n v ir o n m e n ta l

B io te ch n o lo g ỵ :

P r in c ip le s a n d A p p l i c a t i o n s , McGravv- Hill H ig h er E d u ca tio n , 2001.
5.

M ichacl L. S h u le r , F ik r et K argi, B io p ro c e ss E n g in e e r in g , P ren tice Hall PTR
N e w J e rse y , 1992.

6.

ị*
VVinter «J., E n v i r o n m e n t a l P ro c esses 1 (V o lu m e l l a ) , W iley - VCH, 1999


Phân lảp , tuycn chon và ứng dung rnôt sô,..

49

VNU JO U R N A L 0 F SC IEN C E. N a t. Sci . «81 Tech , T XIX. N 01, 2003

ISOLATION, S E L E C T IO N AND USE SOMG PR O T E O L Y T IC
M I C R O I Ỉ E S F O R T R E A T M E N T O F L E A C H A T E F R O M NAM S O N
L A N D F I L L A IIE A
T r i n h Le H u n g , N g u y e n M i n h N g u y e t
D e p a r tm e n t o f C h e m ic a l, C ollege o f Science, V N Ư
S o m e m icrobes w e re is o la te d from w a s t e w a t e r . T h e y w e r e c u lt i v a t e d in th e
m od ified m e d iu m a n d u s e d for t r e a t m e n t o f le a c h a t e from N a m s o n la n d íill area.