Vi sinh vật phân giải protein và ứng dụng trong xử lý nước thải thủy sản

GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia có diện tích ao,hồ, sông ngòi lớn. Theo thống kê của
Bộ Thuỷ sản (số liệu của Ban chỉ đạo chương trinh Nuôi trồng thuỷ sản (NTTS), Bộ
Thuỷ sản 2008): tổng diện tích mặt nước sử dụng cho NTTS đến năm 2008 của cả
nước là 751.900 ha (tăng hơn năm 2000 là 192.501 ha). Trong vài năm gần đây, nhận
thấy tầm quan trọng của nghề NTTS, Chính phủ và Bộ Thuỷ sản đã dành sự quan tâm
mạnh mẽ cho phát triển bền vững trong NTTS. Một trong những quan tâm đó là tăng
cường nguồn kinh phí cho nghiên cứu, phát triển và nâng cấp cơ sở hạ tầng của toàn
bộ ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản. Chính vì thế ngành khai thác và nuôi trồng
thủy sản ở nước ta đã có những bước tiến vượt bậc. Ngành thủy sản cùng với ngành
dệt may và dầu khí có tốc độ tăng trưởng cao nhất và có đóng góp quan trọng vào
tổng kim ngạch xuất khẩu của nước ta, góp phần giải quyết công căn việc làm cho
hàng triệu lao động.
Bên cạnh những thành tựu mà nghành thủy sản mang lại cho đất nước, thi nó
cũng gây ra hiệu quả nghiêm trọng đó là vấn đề môi trường. Việc khai thác quá mức
nguồn lợi thủy sản, tăng diện tích nuôi trồng thủy sản, thiếu quy hoạch, sử dụng bừa
bãi thuốc, hóa chất, chế phẩm sinh học...làm cho môi trường ngày càng bị ô nhiễm
nghiêm trọng. Việc đổ nước và chất thải chưa qua xử lý ra môi trường (suối,sông, hồ,
biển...) cũng đã góp phần không nhỏ vào việc làm biến đổi môi trường theo chiều
hướng xấu. Nguồn nước thải, thải ra từ việc nuôi trồng và chế biến gây ô nhiễm môi
trường rất lớn: chủ yếu là các chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật thuỷ sản, mà
trong đó protein chiếm tỉ lệ khá cao. Thường nguồn nước thải có mức độ ô nhiễm rất
cao gấp 5 - 10 lần tiêu chuẩn cho phép, nếu không giải quyết triệt để thì đây là mối đe
doạ cho môi trường sống của chúng ta.
Vì vậy, việc tìm ra giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường, xử lý nước thải ngành
thủy sản đang là một vấn đề mang tính thời sự cấp bách.

Để thấy được tình hình nghành thủy sản ở nước ta, vấn đề ô nhiễm môi trường
do nuôi trồng và chế biến thủy sản gây ra, cần phải làm rõ những đặc điểm và tính
chất của nước thải thủy sản. Trong nước thải thủy sản protein là thành phần chủ yếu,

SVTH: Nguyễn Duy Trình

1


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

do vậy cần phải tìm hiểu đặc điểm của protein, cơ chế phân hủy protein, các enzyme
tham gia vào quá ữình phân hủy protein và hệ vi sinh vật phân hủy protein. Từ đó có
thể rút ra được nhũng phương pháp xử lý phù họp và ứng dụng trong thực tiễn xử lý
nước thải thủy sản ở nước ta. Chúng tôi đã tiến hành đề tài nghiên cứu “ Vi sinh vật
phân giải protein và ứng dụng trong xử lý nước thải thủy sản. Trong nghiên cứu này,
chúng tôi tìm hiểu phương pháp lý sinh học. Phương pháp này có ưu điểm là không
gây hại cho động vật thủy sinh, hiệu quả xử lý cao, giá thành rẻ, phù họp khi ứng
dụng vào xử lý nước thải nghành nuôi ữồng và chế biến thủy sản.
Hi vọng trong tương lai,khi khắc phục được vấn đề ô nhiễm môi trường do
nuôi trồng và chế biến thủy sản gây ra. Nghành thủy sản nước ta sẽ phát
ữiển mạnh mẽ góp phần vào công cuộc đổi mới và phát triển đất nước
theo xu hướng phát triển bền vững.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÈ NGÀNH
KHAI THÁC, NUÔI TRỒNG VÀ CHẾ BIẾN
THUỶ SẢN Ở VIỆT NAM
I. 1. Hiện trạng khai thác, nuôi trồng thủy sản ở nước ta
Hiện nay, xuất khẩu thủy sản đang là một trong những mặt hàng mũi nhọn, đóng
góp vào sự tăng trưởng chung của nền kinh tế. Mặc dù, còn gặp nhiều khó khăn, nhưng
ngành thủy sản nước ta sẽ phấn đấu hướng tới mục tiêu đạt tổng sản phẩm 4,8 triệu tấn
thủy sản, trong đó khai thác hải sản đạt 2,2 triệu tấn, nuôi trồng thủy sản đạt 2,6 ừiệu
tấn. Theo ước tính, xuất khẩu thủy sản năm 2010 sẽ đạt khoảng 4,5 tỉ USD, tăng khoảng
7,1% so với năm 2009.
Ngành thuỷ sản Việt Nam ngày càng khẳng định vị trí quan trọng ữong nghề cá
thế giói. Nếu như năm 2008 tổng sản lượng thuỷ sản đạt 4,6 triệu tấn, giá trị kim ngạch
xuất khẩu đạt trên 4,5 tỷ USD thì năm 2009 mặc dù chịu tác động nhiều của cuộc khủng
hoảng và suy thoái kinh tế toàn cầu nhưng tổng sản lượng thuỷ sản vẫn ước đạt 4,85
triệu tấn, tăng 5,3% so với năm 2008, giá trị kim ngạch xuất khẩu đạt trên 4,2 tỷ USD.
Việt Nam đã vươn lên đứng vị ữí thứ 5 về xuất khẩu thuỷ sản trên thế giới, đứng thứ 3
về sản lượng nuôi trồng thuỷ sản (NTTS), và đứng thứ 13 về sản lượng khai thác thuỷ
sản (KTTS).
Nếu năm 1995 thuỷ sản Việt Nam chiếm 2,9% GDP toàn quốc và 12% GDP toàn
ngành nông, lâm nghiệp thi đến năm 2008 vươn lên chiếm 4% GDP toàn quốc và
21,79% GDP toàn ngành nông, lâm nghiệp. Như chúng ta biết ngành thuỷ sản chỉ chiếm
tỷ trọng rất nhỏ trong cơ cấu kinh tế quốc dân nhưng ngành thuỷ sản lại có tốc độ tăng
trưởng vượt bậc so với các ngành kinh tế khác, trung bình giai đoạn 1995- 2008 ngành
thuỷ sản tăng trưởng bình quân 13,62%/năm, cao ngấp 1,2 lần so với mức tăng trưởng
kinh tế toàn quốc và cao ngấp 1,4 lần so với mức tăng trưởng của ngành nông, lâm
nghiệp (giai đoạn 2000-2008 GDP toàn quốc tăng bình quân
II, 6%/năm, nông, lâm nghiệp tăng 9,7%/năm).
Bảng 1.1. Hiện trạng GDP thuỷ sản giai đoạn 1995-2008 (giá thực tế)

Đvt: Tỷ đồng


Hạng mục
Toàn quốc

1995
228892

2000
441646

2005
839211

2006
974266

2007
1143715

2008
1477717

Thủy sản

6664

14906

32947

38335

46124

58409

3.4

3.9

3.9

4.0

4.0

Tỷ trọng so với
toàn quốc %

2.9

(Trích: [3]. Bộ Thủy Sản. Tuyển tập báo cáo Khoa học về nuôi trồng thủy sản, 2008)
1.1.1.

Tình hình khai thác thủy sản
Tổng sản lượng khai thác thủy sản ữong 10 năm gần đây tăng liên tục với tốc độ

bĩnh quân khoảng 9%/năm. Riêng giai đoạn 1998 - 2008 tăng bình quân 10%/năm. Năm

2008 sản lượng khai thác đạt 1.395.783 tấn, đến năm 2009 tổng sản lượng khai thác đạt
1.434.800 tấn, tăng 2,8% so với năm 2008.
Trong giai đoạn 1998 - 2008 số lượng tàu thuyền máy tăng nhanh, ngược lại tàu
thủ công giảm dần. Năm 2008, toàn Ngành có 78.978 tàu thuyền với tổng công suất
3.722.577 cv, trong đó số tàu khai thác hải sản xa bờ là 6.005 chiếc với tổng công suất
trên 1.000.000 cv, bình quân 166,5 cv/tàu, tăng 109 chiếc so với năm 2007. Đến năm
2009, toàn Ngành có 81.000 tàu thuyền máy với tổng công suất 4.038.365 cv, bình quân
49 cv/tàu, trong đó có 6.075 tàu có công suất 90 cv trở lên, tăng 75 tàu so với năm 2008.
Điều đó cho thấy hiệu quả quản lý của nhà nước về hạn chế đóng mới các loại tàu
thuyền nhỏ đã phát huy tác dụng. Sự chuyển đổi cơ cấu từ khai thác gần bờ sang khai
thác xa bờ đã và đang diễn ra mạnh mẽ. Tuy nhiên việc đầu tư cho khai thác thủy sản xa
bờ chưa đồng bộ, mới chỉ chú trọng đến khâu đóng tàu, còn khâu khác như: dự báo
nguồn lợi, hậu cần dịch vụ, tiêu thụ, chế biến, đào tạo nhân lực, tránh trú bão gió chưa
được chú ý đúng mức. Nhiều địa phương chỉ có tập quán khai thác gần bờ với những
loại nghề truyền thống, ngư dân chưa có kinh nghiệm và kỹ thuật khai
thác xa bờ. Tình ữạng thiếu thuyền trưởng và thủy thủ khai thác ở nhiều nơi diễn ra
trầm trọng, nhất là ở các tỉnh Bắc Bộ và Nam Bộ.


1.1.2.

Tình hình nuôi trồng thủy sản và tác động của nó tới môi trường

1.1.2.1. Tình hình nuôi trồng thủy sản
Ở Việt Nam trong thập niên 90 cũng như ba năm đầu thế kỷ 21, sản lượng thủy
sản nuôi hồng có tốc độ tăng trưởng rất cao, vượt xa tốc độ tăng trưởng của khai thác
(Hình 1). Trong thập niên cuối của thế kỷ trước, Việt Nam đã trở thành một trong 10
nước có sản lượng cá nuôi lớn nhất thế giới, sau Trung Quốc, Ấn Độ, Inđônêxia, Nhật
Bản, Thái Lan, Băng la đét
1.1.2.2. Tác động của nó tới môi trưòng

Một số vấn đề môi trường nảy sinh trong hoạt động nuôi trồng thủy sản ở nước
ta:
- Do thiếu quy hoạch, NTTS ven biển phát triển khá tự phát và ồ ạt, quy mô và phương
thức nuôi cũng rất đa dạng, chủ yếu vẫn là quảng canh, tăng cường mở rộng diện tích.
Cho nên đã phá hủy phần lớn các nơi cư trú của các loài ở vùng ven biển, thu hẹp không
gian vùng ven biển và đẩy môi trường vào tình trạng khắc nghiệt hơn về mặt sinh thái,
tăng rủi ro bệnh dịch cho vật nuôi do thiếu các yếu tố có vai trò điều hòa và điều chỉnh
môi trường.
- Nuôi trồng thủy sản ven biển tăng nhanh dẫn đến nguồn giống tự nhiên của một
số loài cá giống kinh tế cư trú ở các rạn san hô bị đối tượng nuôi lồng bè khai thác cạn
kiệt. Điều này làm ảnh hưởng đến chức năng duy trĩ nguồn lợi tự nhiên của các hệ sinh
thái đặc hữu và ảnh hưởng tới khả năng khai thác hải sản tự nhiên của vùng biển.
- Việc thiết kế, xây dựng đầm ao NTTS ở vùng cửa sông ven biển dẫn đến những thay
đổi về nơi sinh sống của quần xã sinh vật, độ muối, lắng đọng trầm tích và sói lở bờ
biển. Một số hoạt động của nghề NTTS không dựa trên các căn cứ khoa học đã
tác động xấu đến nguồn giống thiên nhiên (cá, tôm hùm, cua), lảm gỉảm sức sản xuất tự
nhiên và mất tính đa dạng sinh học.
- Tại một số khu vực nuôi tôm, cá tập trung (ưong đó có nuôi trên cát), do việc xả thài
cấc chất hữu cơ phú dưỡng, chất độc vi sinh vật (cả mầm bệnh) và cấc chất sinh hoạt
bừa bãi làm cho môi trường suy thoái, bùng nổ dịch bệnh (bệnh tôm năm 1993 - 1994)
và gây thiệt hại đáng kể về kinh tế cũng như về điều kiện môi trường sinh thái


- Lạm dụng nước ngầm để nuôi tôm trên cát, không tuân thủ luật tài nguyên nước đang
là hiện tượng khá phổ biển ở vùng cát ven biển miền Trung. Hậu quả lâu dàỉ sẽ làm cạn
kiệt nguồn nước ngọt và nước ngầm, ô nhiễm biển và nước ngầm, gây mặn hóa đất và
nước ngầm, thu hẹp diện tích rừng phòng hộ, làm tăng hoạt động cát bay và bão cát.
SL( Tấn )

SẢN LƯỢNG THỦY SẢN

□

□

Ktu
uthá
c
■N
DÕi
tr?
og
'Hcg

500
0
1998 2000 2002 2004 2006 2008

Năm

Hình 1. Sản lượng cá nuôi và khai thác của Vỉệt Nam trong 10 năm qua
(Trích: [3]. Bộ Thủy Sản. Tuyển tập báo cáo Khoa học về nuôi trồng thủy sản, 2008)


Hoạt động nuôi ữồng thủy sản ở nước ta thực sự khởi sắc từ năm 1990 và đến
năm 2000 - 2002 thì bùng phát cả về diện tích lẫn đối tượng nuôi. Việc mở rộng diện
tích nuôi trồng thủy sản được tiến hành chủ yếu trên các vùng đất ngập nước ven biển,
trong các thủy vực nước mặn ven bờ, trên các vùng cát trũng thấp ven biển miền Trung
và một phèn diện tích từ canh tác nông nghiệp kém hiệu quả đã được chuyển sang nuôi
trồng thủy sản. Diện tích nuôi ữồng thủy sản năm 2001 là 993.264ha trong đó diện tích

nuôi nước ngọt là 408.700 ha, diện tích nuôi mặn, lợ là 584.500 ha; Năm 2002 là
955.000 ha trong đó diện tích nuôi nước ngọt là 425.000 ha, diện tích nuôi măn, lợ là
530.000 ha. Do thay đổi cơ cấu và đối tượng nuôi trồng thủy sản đã dẫn đến tăng nhanh
sản lượng nuôi trồng thủy sản và đóng góp phần đáng kể cho ngành chế biến hải sản
xuất khẩu. Sản lượng thủy sản năm 2008 đạt 891.695 tấn, năm 2009 đạt 976.100 tấn,
tăng 9,47% so với năm 2008.
Bảng 1.2. Các mục tiêu phát triển kỉnh tế - xã hội chủ yếu của ngành thủy sản
đến năm 2010
Năm
Muc tiêu
1. Tổng sản lượng thủy sản
Bao gồm:
«

- Nghề cá biển
- Nghề nuôi trồng thủy sản
2. Giá trị xuất khẩu

Đơn vi
mA

r

•

Tân
rp A

r

Tân
mA

r

Tân
tỷ USD

2005
2001
2.257.000 2.245.000

2010
3.400.000

1.367.000 1.300.000

1.400.000

879.000
1,76

1.150.000
3,0

2.000.000
4,5

(Trích [1]. Bộ Thủy Sản. Cơ sở khoa học hình thành hệ thống quan trắc Môi trường để
cảnh báo Môi trường và dự báo của các thủy vực nước lợ, ngọt miền Bắc Việt Nam.)

Xu hướng nuôi đang chuyển từ phương thức nuôi quảng canh sang nuôi bán
thâm canh. Nhiều vùng nuôi tập trung theo kiểu thâm canh công nghiệp và sản xuất
hang hóa lớn đã hình thành. Hĩnh thức và đối tượng nuôi cũng khá phong phú, nhưng ở
vùng nước lợ chủ yếu là tôm và một số loài nhuyễn thể có giá trị xuất khẩu. Sản phẩm
nuôi mặn, lợ đã mang lại giá trị xuất khẩu rất cao cho nền kinh tế quốc dân và thu nhập


đáng kể cho người lao động. Hình thức nuôi lồng bè trên biển cũng đang là hướng mở
mới cho ngành Thủy sản, với các loài tôm hùm, cá giò cá mú, cá tráp, trai ngọc...
Đối với nuôi thủy sản nước ngọt, hình thức nuôi lồng bè và kết họp với khai
thác cá trên sông đang ngày càng phổ biến. Hình thức này đã tận dụng
được diện tích


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

mặt nước, tạo được việc làm và tăng thu nhập. Ở các tỉnh phía Bắc và miền
Trung đối tượng nuôi lồng chủ yếu là trắm cỏ với quy mô lồng nuôi khoảng 12-24 m2,
năng suất 450 - 600 kg/lồng. Ở các tỉnh phía Nam đối tượng nuôi chủ yếu là cá basa, cá
lóc, cá bống tượng và cá he. Nuôi các đối tượng loài đặc sản có giá trị kinh tế cao như:
ba ba, tôm càng xanh, cá sấu, lươn, ếch.. .đang được mở rộng và làm tăng giá trị kinh tế
của các mô hình nuôi nước ngọt
Bảng 1.3. Chỉ tiêu kế hoạch giai đoạn từ 2006 - 2010 của ngành thuỷ sản
Tốc độ tăng
Chỉ tiêu

Đơn vị tính

KH2005

%(2010/2005) bình quân §
năm (%)

A. Tổng sản lượng

1.000 tấn

Thuỷ sản khai thác
+ Khai thác biển
Thuỷ sản nuôi trồng
1.000.000
USD

XK

121,2

4,24

2.000

103.1

0,62

1.800

+Khai thác nội địa

B. Giá trị kim ngạch

4.000

102,9

0,57

200

105,3

1,05

2.000

147.1

9,41

3.500

134,6

6,92

( Trích:[l]. Bộ Thủy Sản. Cơ sở khoa học hình thành hệ thống quan trắc Môi trường để
cảnh báo Môi trường và dự báo của các thủy vực nước lợ, ngọt miền Bắc Việt Nam)

1.2.

Tình hình chế biến thủy sản

Theo thống kê chưa đầy đủ hiện nay nước ta có hơn 300 cơ sở chế biến thuỷ sản,
và khoảng 220 nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm đông lạnh phục vụ xuất khẩu có
tổng công suất 200 tấn/ngày.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

9


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

1.3« Tình hình xử lý nước thải của các xí nghiệp, nhà máy, công ty
Đặc thù của nước thảỉ trong các xí nghiệp chế biến thuỷ sản có thành phần gây ô
nhiễm cao, phải được xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường. Nhưng do phần lớn các
xí nghiệp được xây dựng trước khỉ luật môi trường ra đời, điều kiện tàỉ chinh hạn hẹp,
công nghệ và thiết bị xử lý đắt tiền, mặt khác do công tác tư vấn, quàn lý môi trường
chưa làm tốt, chưa nghiêm... nên hiện tại chỉ có hơn 50 cơ sở chế biến thuỷ sản, trong
tổng số hơn 200 cơ sở có hệ thống xử lý nước thải. Trong đó chỉ có khoảng 20 cơ sở có
hệ thống xử lý nước thải có thể đạt tiêu yêu cầu bảo vệ môi trường.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

10


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

Hình.l. Nước thảỉ thủy sản chưa xử lý đuực thảỉ trực tiếp ra môi trường của các
xí nghiệp [(a), (b) và (c)].
1.4. Hiện trạng và vấn đề đặt ra đối với môi trường
1.4.1.

Hiện trạng
Thiết bị và công nghệ tuy được đánh giá là có mức đổi mới nhanh so với các

ngành công nghiệp khác nhưng so với thế giới vẫn bị coi là quá chậm. Đó là một trong
những nguyên nhân tạo ra những tác động xấu cho môi trường.
Xuất phát từ tính bất hợp lý trong không gian, vấn đề phát triển các cơ sở chế
biến thuỷ sản không theo quy định hoặc có nhưng lại thiếu yếu tố môi trường là một
hiện tượng phổ biến trong ngành - những thiếu sót này vừa làm chậm quá trình phát
triển của ngành vừa làm hao tốn nhân lực... Có tới 50% số nhà máy khi xây dựng không
có yếu tố môi trường, bố trí đặt không đúng vị trí nên phải di dời hoặc không hoạt động
được,
Lượng chất thải lỏng trong chế biến thuỷ sản được coi là quan trọng nhất, các
nhà máy chế biển đông lạnh thường có lượng chất thải lớn hơn so với các cơ sở chế
biến hàng khô, nước mắm, đồ hộp, bình quân khoảng 50.000 m 3/ngày... Mức ô nhiễm
của nước thải từ các nhà máy chế biến tuỳ thuộc vào loại mặt hàng chủ yếu mà nhà máy
đó sản xuất. Một số rất ít chất thải từ chế biến surimi có các chỉ số BOD 5 lên tới
3.120mg/l, COD tới 4.890mg/l nước thải từ chế biến Agar có chứa các hoá chất như

NaOH, H2S04, Javel, Borate nhưng liều lượng không cao và tải lượng cũng không
nhiều, tuy nhiên nếu loại nước thải này không được pha đủ loãng mà trực tiếp thải ra
môi trường có thể gây hại cho môi trường.
Nước thải từ các nhà máy chế biến thuỷ sản có các chỉ số ô nhiễm cao hơn
rất nhiều so với tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B dùng cho nuôi
trồng thuỷ hải sản (Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 5945-1995) như BOD5 vượt
từ 10 -30 lần, COD từ 9-19 lần. Nitơ tổng số từ sấp sỉ bằng tiêu chuẩn đến
cao hơn 9 lần. Tuy nhiên cũng phải nói là mức ô nhiễm dù có ở mức cao
nhất trong các công đoạn chế biển thuỷ sản cũng vẫn chỉ ở mức ô nhiễm
trung bình so với các loại nước thải từ các ngành công nghiệp khác như dệt,
nhuộm da dày... Mức ô nhiễm của nước thải chế biến thuỷ sản về mặt vi
sinh hiện vẫn chưa có số liệu thống kê, nhưng có thể khẳng định là chỉ số vi
sinh vật như coliíòrm sẽ vượt qua tiêu chuẩn cho phép bởi vì các chất thải
từ chế biến thuỷ sản phần lớn có hàm lượng protein, lipid cao là môi trường
tốt cho vi sinh vật phát triển đặc biệt là trong điều kiện nóng ẩm như ở Việt
Nam.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

11


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
1.4.2.

Vấn đề đặt ra

•

•

Tải lượng ô nhiễm do các xí nghiệp chế biến thuỷ sản gây ra là rất lớn nếu
không được xử lý nó sẽ là một yếu tố “tích cực” làm tăng mức độ ô nhiễm môi trường
trên sông rạch và xung quanh khu chế biến. Ô nhiễm nước thải chế biến thuỷ sản
nhiều khỉ chưa nhận ra ngay do lúc đầu kênh rạch còn khả năng pha lỏng và tự làm
sạch nước với lượng thải tích tụ ngày càng nhiều thì dần dần chúng làm xấu đỉ nguồn
nước mặt sông, rạch, ao, hồ.. .mất khả năng tự lảm sạch và ảnh hưởng xấu đến đời
sống khu dân cư xung quanh.
Ngoài ra nước thải của ngành chế bỉển còn khả năng lan truyền dịch bệnh từ xác
thuỷ sản bị chết, thối rữa..., và điều đáng quan tâm nữa là gây ảnh hưởng trực tiếp đến
người lao động, đến môi trường nuôi trồng thuỷ sản, đến sự phát triển bền vững của
ngành nuôi trồng thủy sản.

Binh 1.2. Hiện trạng ô nhiễm do nước thảỉ thủy sản chưa qua xử lý

SVTH: Nguyễn Duy Trình

12


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VÈ NƯỚC THẢI
THỦY SẢN
2.1.

Tổng quan về nước thải thủy sản

2.1.1. Các chỉ số sinh học trong nước thải nghành thủy sản
2.1.1.1.
Màu
Nuớc có thể có màu , đặc biệt là nuớc thải thuờng có màu đen nâu hoặc đỏ nâu.
Màu trong nuớc thải thuỷ sản do:
• Các chất hữu cơ phân rã tạo thành
•

Một số chất ở dạng keo và dạng hoà tan

Nuớc có hai loại màu: màu thực và màu biểu kiến. Màu thực tạo ra do các chất
hoà tan hoặc ở dạng hạt keo. Màu biểu kiến là do các chất lơ lửng tạo ra trong nuớc tạo
ra.Trong thực tế nguời ta chỉ xác định màu thực của nuớc, nghĩa là sau khi lọc bỏ các
chất không tan.
2.1.1.2.

Mùi
Mùi trong nuớc thải thuỷ sản do các chất hữu cơ như:protein,lipid,...của cá,

tôm.. .bị phân huỷ tạo ra các chất: H2S,NH3,mercaptan,phenol.. .gây mùi
2.1.1.3.

Các chất rắn

Trong nuớc thải thuỷ sản có chứa các chất rắn không tan: các mảnh vụn thuỷ sản
do quá trình chế biến tạo ra như: xuơng cá ,vẩy , đầu tôm cá.. .các chất này gây cản trở
cho quá trình xử lý,vi vậy cần tách lắng chúng truớc khi đưa vào các hệ thống xử lý sinh
học.
2.1.1.4.

Các vi sinh vật

Trong nước thải thuỷ sản có rất nhiều loại vi sinh vật, các vi sinh vật này có sẵn
trong ruột của các nguyên liệu chế biến, trong đó có thể có nhiều loại vi khuẩn gây bệnh
, đặc biệt là các bệnh về đuờng tiêu hoá như:tả, lỵ, thuơng hàn,các vi khuẩn gây ngộ độc
thực phẩm.Vi khuẩn đuờng ruột gồm có 2 nhóm:
Nhóm coliýorm đặc trưng là Escherichia coli(E.coli)

SVTH: Nguyễn Duy Trình

13


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

Nhóm Streptococcus đặc trưng là Streptococcus ỹaecalis
Nhóm Clostridium dặc trưng là Clostrỉdỉum perfrỉngens
2.1.1.5. Chỉ số BOD (Biochemicaỉ Oxygen Demand)
BOD là lượng oxy(thể hiện bằng gam hoặc miligam oxy theo đơn vị thể tích) do
vi sinh vật tiêu thụ để oxy hoá sinh học các chất hữu cơ có trong nuớc bằng vi sinh vật
chủ yếu là vi khuẩn hoại sinh hiếu khí. Quá trình này đuợc gọi là quá trình oxy hoá sinh
học ữong tối ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Như vậy BOD phản ánh
đuợc luợng các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ trong mẫu nuớc. Quá trình này đuợc tóm tắt
như sau:
Chất hữu cơ + 02------> CO2+H20
Vi sinh vật ----------> Tế bào mới

Thông số BOD có tầm quan trọng trong thực tể vì đó là cơ sở để thiết kể và vận hành hệ
thống xử lý nước thải, BOD còn là thông số cơ bản để đánh giá mức độ ô nhiễm của
nguồn nuớc. Giá trị BOD càng lớn nghĩa là mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao.Vì mức độ
BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định nên việc xác định BOD cần tiến hành
ở điều kiện tiêu chuẩn.
Vì vậy việc xác định thông số BOD được dung rộng rãi trong kỹ thuật môi trường
để:
• Tính gần đứng lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ dễ phân huỷ có
trong nuơc thải.
• Làm cơ sở tính toán kích thước các công trình xử lý.
• Đánh giá chất lượng nuớc thải sau khi xử lý được phép thải vào các nguồn
nuớc. Trong thực tế, người ta không thể xác định luợng oxy cần thiết để phân
huỷ hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học, mà chỉ xác định lượng
oxy cần thiết để phân huỷ trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 20°c trong tối(để tránh
hiện tượng quang họpở trong nước), chỉ số này được gọi là BOD. Chỉ số này
được sử dụng hầu hết các nước trên thế giới.
2.1.1.6.

Chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand)

Chỉ số này được sử dụng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượmg chất hữu cơ của
nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên. COD là chất ôxy hoá học(thể hiện bằng gam

SVTH: Nguyễn Duy Trình

14


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

hoặc miligam Oxy theo đơn vị thể tích cần để oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có
trong nước thành C02 và H20
Để xác định COD người ta thường sử dụng một chất oxy hoá mạnh trong môi
trường acid. Chất ôxy hoá hay điện dung là kali bicromat(K2Cr207).
Chất hữu cơ + K2Cr2ơ7 + H+_____* cơ2 + H2Ơ + 2Cr+3 + 2K+
Sự khác nhau giữa thông số BOD và COD: cả hai thông số đều xác định luỡng
chất hữu cơ có khả năng bị oxy hoá có trong nước nhưng chúng khác nhau về ý nghĩa..
> BOD chỉ thể hiện lượng chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, nghĩa là các chất
hữu cơ có thể bị oxy hoá nhờ vai trò của vi sinh vật.
> COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng tác nhân hoá học.
Do đó tỷ số COD/BOD luôn luôn lớn hơn 1.
2.1.1.7.

Chỉ số oxy hoà tan DO (Dissolved Oxygen )

Oxy hoà tan trong nước rất cần thiết cho vi sinh vật hiếu khí. Bình thường oxy
hoà tan trong nước khoảng 8-10 mg/1,chiếm 70 - 80% khi oxy bão hoà, mức oxy hoà
tan trong tự nhiên và trong nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào
hoạt động của động vật thủy sinh,các hoạt động hoá sinh,hoá học vật lý của nước. Trong
môi trường nước bị ô nhiễm nặng,oxy được dùng nhiều cho các quá trinh hoá sinh và
xuất hiện hiện tượng thiểu oxy ữầm trọng.
2.1.1.8.

Chỉ số pH

Là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải. Chỉ số này
cho thấy cần thiết phải trung hoà hay không và tính lượng hoá chất cần thiết trong quá

trình xử lý đông keo tụ , khử khuẩn ... Sự thay đổi chỉ số pH làm thay đổi các quá trình
tan hoặc keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc của phản ứng hoá sinh xảy ra trong nước. Vì
yậy giá trị pH ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trĩnh hấp thụ
chất dinh dưỡng vào tế bào. đối với đa số vi sinh vật khoảng giá trị pH tối ưu là 6.5 8.5.
2.1.1.9.

Chỉ số SS.(Suspended Soilỉd )

Biểu diễn hàm lượng chất rắn lơ lửng ữong một đơn vị thể tích nước phân
SVTH: Nguyễn Duy Trình

15


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

tích.
2.1.1.10.

Nhiệt độ nước thải

Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn tới chức năng hoạt động của vi sinh vật.
Đối với đa số vi sinh vật , nhiệt độ trong các công trình xử lý khoảng 20 - 37°c. Ngoài
ra trong nước thải thủy sản còn chứ nhiều họp chất của nitro, sunphate và phosphate ...
2.2.
2.2.1.

Tác hại của các chất ô nhiễm trong nước thải tới môi trường
Tác hại của các chất hữu cơ (chủ yếu là thành phần proteỉn)
Lượng chất hữu cơ trong nước quá cao sẽ dẫn đến suy giảm nồng độ oxy hoà tan

trong nước, do vi sinh vật sử dụng oxy hoà tan để phân huỷ các chất hữu cơ. Nồng độ
oxy hoà tan dưới 50% nồng độ oxy bão hoà có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển
của tôm cá.
Oxy hoà tan giảm không chỉ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh
mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nước.
2.2.2.

Tác hạỉ của các chất lơ lửng
Các chất rắn lơ lửng làm hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống,

gây ảnh hưởng đến quá trinh quang hợp của rong,rêu,tảo... do đó cũng là tác nhân gây
ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thuỷ sinh.
Các chất lơ lửng cũng là tác nhân gây tắc cống, làm tăng độ đục các nguồn nước,
bồi lắng lòng kênh, ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh, đồng thời gây tác hại
về mặt cảm quan.
2.2.3.
Tác haỉ của dầu mỡ
«

Dầu mỡ khi xả vào nguồn nước sẽ loang trên mặt nước tạo thành màng dầu gây
cạn kiệt oxy của nước,một phần nhỏ hoà tan ữong nước hoặc tồn tại ở dạng nhũ tưoug .
Cặn chứa dầu khi lắng xuống sẽ tích tụ trong bùn đáy.
Ô nhiễm dầu mở dẫn đến mất khả năng tự làm sạch của các nguồn nước do giết
chết các vi sinh vật phiêu sinh, sinh vật đáy tham gia vào quá trình tự làm sạch .
Ngoài ra , dầu trong nước còn có tác động tiêu cực đến đời sống thủy sinh và
ảnh hưởng đến mục đích cấp nước sinh hoạt,nuôi hồng thủy sản.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

16


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

Bảng 2.1. Thành phần các chất trong nước thải của nhà máy chế biến thủy sản
Thành phần

Đon vi đo

Hàm lượng

Chất rắn lơ lửng

mg/1

COD

mg/1

800-2000
700-1500

BOD

mg/1

600-1300

Tổng nitơ

mg/1

100-350

Phốt pho

mg/1

30-70

•

(Trích: [4]. Hoàng Huệ. Xử lý nước thải. NXBXD, 1996)
2.3.

Khả năng gây ô nhiễm và sự cần thiết xử lỷ nước thải nghành nuôi trồng và

chế biến thủy sản
2.3.1.

Khả năng gây ô nhiễm nước thải nghành nuôi trồng thủy sản
* Tác động của các hoạt động kinh tế và xã hội đến ngành thuỷ sản:

- Hiện nay, môi trường đô thị bị ô nhiễm do các chất thải rắn, lỏng, khí, chưa
được thu gom và xử lý kịp thời. Mặt do khác tỷ lệ dân số tăng nhanh, các khu công
nghiệp, chế biến dịch vụ cũng đang phát hiển mạnh. Hiện nay, khoảng 90% cơ sở sản
xuất chưa xử lý nước thải của mình mặc dù đã có luật môi trường. Môi trường nông
thôn đã bị suy thoái và đang bị ô nhiễm do các điều kiện vệ sinh, sử dụng quá nhiều
thuốc trừ sâu, cơ sở hạ tầng yếu kém, hoá chất đã theo hệ thống kênh mương thuỷ lợi
thoát ra các sông và có thể theo dòng chảy tới vùng khác, gây nguy hại cho môi trường
thuỷ sản. Sự bón phân mất cân đối, sử dụng chất thải, phân tươi mất vệ sinh gây ô
nhiễm môi trường nước và lây lan dịch bệnh cho ngưòi và vật nuôi, kể cả thuỷ sinh vật.
Hoạt động giao thông và du lịch cũng là những vấn đề ảnh hưởng không nhỏ đến môi
trường ven biển trong đó chủ yếu nguồn phế thải sinh hoạt và dư lượng dầu, tập trung
vào mùa hè trùng với mùa nuôi trồng thuỷ sản nước lợ, nước mặn.
- Nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp xả trực tiếp vào kênh mương, ao
sông hồ. Nước sông, ao,hồ... là nguồn nước cung cấp cho nuôi hồng thủy sản và nơi
sinh sống của các thuỷ sinh vật. Kết quả điều tra nghiên cứu những năm gần đây của
Viện nghiên cứu nuôi trồng thuỷ sản 1 cho thấy hàm lượng BOD, COD, N0 2... trong
nước của những thuỷ vực đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép đối với đời sống thuỷ sinh

SVTH: Nguyễn Duy Trình

17


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

vật. Năm 2001 hàm lượng của một số kim loại nặng trong các nguồn nước cung cấp cho
NTTS ở Hải Phòng, Quảng Ninh, Nghệ An (báo cáo kết quả nhiệm vụ quan trắc cảnh

báo môi trường dịch bệnh của các thuỷ vực ngọt, lợ phục vụ ngành thuỷ sản phía Bắc
Việt Nam) đều cao hơn so với TCVN6774 - 2000.
- Hiện nay, có rất nhiều loại sản phẩm thuốc, hoá chất và chế phẩm sinh học
(CPSH) được dùng rộng rãi trong nuôi hồng thuỷ sản trên thế giới. Hoá chất được dùng
trong NTTS trên thế giới thường ở các dạng sau: thuốc diệt nấm (antiíbulants), thuốc
khử trùng (disinfectants), thuốc diệt tảo (algicides), thuốc trừ cỏ (herbicides), thuốc trừ
sâu (pesticides), thuốc diệt ký sinh trùng (parasiticides) và thuốc diệt khuẩn
(antibacterials) và chất kháng sinh .
Các chế phẩm này được sử dụng đáng kể ữong NTTS hoặc để chữa các bệnh lây
nhiễm hoặc phòng bệnh đã nêu trên.
Những hoá chất trên có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khoẻ động vật
thuỷ sản nếu như sử dụng đúng, nhưng khi lạm dụng dẫn đến những hậu quả khôn
luồng, gây rủi do cho người lao động, tồn dư các chất độc trong sản phẩm thuỷ sản gây
hại cho người tiêu dùng, làm giảm giá trị thương phẩm và còn tạo các chủng vi khuẩn
kháng thuốc làm giảm hiệu quả trong điều trị bệnh.
-Thành phần lóp bùn trong các đầm, ao NTTS chủ yếu là các chất hữu cơ như
protein, lipid, acid béo vói công thức chung CH 3(CH2)nCOOH , phospholipid, sterolvitamin D3, các hormone, carbohydrate, chất khoáng và vitamin, vỏ tôm lột xác,...Lớp
bùn này luôn ở trong tình trạng ngập nước, yếm khí, các vi sinh vật yếm khí phát triển
mạnh, phân huỷ các họp chất trên tạo thành các sản phẩm là hydrosulphur (H 2S),
ammonium (NH3), khí methane (CH4),... rất có hại cho thuỷ sinh vật, ví dụ nồng độ
l,3ppm của H2S có thể gây sốc, tê liệt và thậm chí gây chết tôm. Khí ammonium (NH3)
cũng được sinh ra từ quá trinh phân huỷ yếm khí thức ăn tồn dư gây độc trực tiếp cho
tôm, làm ảnh hưởng đến độ pH của nước và kìm hãm sự phát triển của thực vật phù du
(Hassanai Kongkeo,1990). [12]
Tóm lại, các chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải NTTS bao gồm:
> Carbon hữu cơ (gồm thức ăn, phân bón, chế phẩm sinh học...)
> Nitrogen được phân huỷ từ các protein
> Phosphore phân huỷ từ các protein

SVTH: Nguyễn Duy Trình

18


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

Nồng độ các chất ô nhiễm trên được biểu thị bởi một số chỉ tiêu chung như chỉ
tiêu nhu cầu ôxy hoá sinh - BOD (Biochemical Oxygen Demand), tổng Nitơ và tổng
Phosphore..
2.3.2.

Khả năng gây ô nhiễm chế biến thủy sản
Nước thải các cơ sở chế biến thủy sản chứa các thành phần chất hữu cơ và các

chất dinh dưỡng với hàm lượng cao, nếu thải ra môi trường sẽ tạo điều kiện cho các vi
sinh vật phát ữiển mạnh, gây ô nhiễm môi trường nặng nề.
Nước thải của một xí nghiệp chế biến thủy sản bao gồm: Nước thải sản xuất,
nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt.
- Nước thải sản xuất: Đây là nước thải rửa thuỷ sản, theo các số liệu thống kê
từ đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ KT02 thi lưu lượng nước thải từ 10 20m3 /tấn sản phẩm,lấy trung bình 15m3/tấn sản phẩm.
- Nước thải vệ sinh công nghiệp: Đây là lượng nước cần dùng cho việc rửa sàn
mỗi ngày và máy móc thiết bị.
- Nước thải sinh hoạt mỗi ngày: Nước thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của
cán bộ công nhân viên trong các nhà máy xí nghiệp. Đây cũng là nước thải
đáng kể vì trong các xí nghiệp của nghành có lượng công nhân khá đông.
Ước tính tổng cộng lưu lượng nước thải ra trong ngày của một xí nghiệp chế
biến thủy sản loại trung bình ( khoảng 200 - 300 công nhân) khoảng 20 40m3/ngày. đêm.

Cả 3 loại nước thải trên có tính chất gần tương tự nhau,trong đó nước thải sản xuất
có mức độ ô nhiễm cao hơn cả. Tuỳ theo đặc tính của nguyên liệu sử dụng mà nuớc thải
có tính chất hơi khác nhau 1 chút. Nước thải của nghành chế biển thủy sản thương có:
• Hàm lượng COD dao động trong khoảng 600 - 1000mg/l.
• Hàm lượng BOD cũng khá lớn từ 480 - 600mg/l.
• Trong nước thường có các mảnh vụn của thuỷ sản nhưng các vụn này dễ lắng.
• Lượng nitơ thường rất cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm hữu cơ khá cao 50 100mg/l.
• Ngoài ra ữong nước thải của nghành chế biến thủy sản có chứa các thành phần
hữu cơ khi bị phân hủy tạo ra các sản phẩm có chứa indol và các sản phẩm trung
gian của sự phân hủy các acid béo không bão hoà tạo ra mùi rất khó chịu và đặc
SVTH: Nguyễn Duy Trình

19


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

•

trưng, làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng đến sức khoẻ cho người công
nhân trực tiếp làm việc.
Nói chung nước thải của nghành chế biến thủy sản có các chỉ tiêu vượt quá
nhiều lần so với quy định cho phép xả vào nguồn tiếp nhận do nhà nước quy định(từ 5 10 lần về chỉ tiêu BOD,COD,gấp 7- 15 lần về chỉ tiêu nitơ hữu cơ. Ngoài ra chỉ số về
lưu lượng nước thải trên một đơn vị sản phẩm của nhà máy loại này cũng rất lớn( từ 10
- 20m3/tấn sản phẩm). Chính vì vậy,tải lượng ô nhiễm do các xí ngiệp của nghành chế
biến thủy sản gây ra rất lớn.
Nước thải nhiễm bẩn hữu cơ từ các nhà máy xí nghiệp nghành chế biến
thủy sản nếu không được xử lý triệt để sẽ góp phần làm gia tăng mức độ ô
nhiễm của môi trường trên các sông, kênh rạch khu dân cư ở các khu vực.

Các chất ô nhiễm do nước thải của các xí nghiệp nghành chế biến thủy sản
là nguồn ô nhiễm nghiêm ữọng đang từng ngày góp phần làm xấu đi trầm
trọng chất lượng nguồn nước mặt tại đô thị và các khu dân cư. Ngoài ra
nước thải của nghành chế biến thủy sản còn có khả năng lan truyền bệnh
dịch từ các xác thủy sản bị chết, thối rữa... và khi nguồn nước bị ô nhiễm sẽ
tác động lên con người và động vật sử dụng nguồn nước này.

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VÈ PROTEIN
TRONG NƯỚC THẢI THỦY SẢN
3.1. Cấu tạo, tính chất và vaỉ trò của protein 3.1.1 Cấu tạo
Protein là chất cỏ phân tử lượng cao,cấu tạo bởi các nguyên tố chính là c, H, o,
N. Ngoài ra còn cỏ các nguyên tố vi lượng s, p, Fe.Sau đây là thành phần cấu tạo
protein:
Carbon :

51-55

Hydrogen
Nitrogen

Ó.5-7.3
15.5-18

Oxygen

21.5-23.5

Sulphur

0.5-2

Phosphore

0-1.5

Protein là chuỗi acid amin kết họp với nhau bằng liên kết peptỉde (CO - NH) Nói
tổng quát, protein được tạo thành do các acid amin liên kết với nhau.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

20


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

Các cấu trúc của protein: về mặt cấu trúc protein gồm bốn bậc: bậc I, bậc II, bậc in và
bậc IV.
Protein Bậc Proteỉn Bậc n Proteỉn Bậc

Protein Bậc IV

Hình 3.1. Các bậc cấu trúc của protein
3.1.1.1.

Cấu trúc bậc I của proteỉn

Cấu trúc bậc I biểu thị trình tự các gốc amino acid ừong chuỗi polypeptide, cấu

trúc này được giữ vững bằng liên kết peptide (liên kết cộng hóa trị).
3.1.1.2.

Cấu trúc bậc II của protein

Biểu thị sự xoắn của chuỗi polypeptide, là tưcmg tác không gian giữa các gốc
amino acid ở gần nhau trong mạch polypeptid
Bảng 3.1. Sổ lượng xoắn a và nếp gấp p trong chuỗi đon một sổ proteỉn
Số gốc (%)
Protein (số gốc)

Xoắn a

Nếp gấp p

Chymotrypsin

14

45

Ribonuclease

35

Carboxypeptidase

26
38

Cytochrom c

39

0

Lysozyme

40

12

Myoglobin

78

0

17

(Trích Công nghệ sinh học phân tử - Nguyễn Chiến Thắng)

SVTH: Nguyễn Duy Trình

21


GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
3.1.1.3.

Cấu trúc bậc III của protein

•

•

Biểu thị sự xoắn và cuộn khúc của chuỗi polypeptide thành khối, đặc trưng cho
potein cầu, là tương tác không gian giữa các gốc amino acid ở xa nhau trong chuỗi
polypeptide. Trong nhiều protein hình cầu có chứa các gốc Cys tạo nên liên kết
disulphide giữa các gốc Cys xa nhau trong chuỗi polypeptide làm cho chuỗi bị cuộn lại
(xem myoglobin hĩnh 3.21). Ngoài ra cấu trúc bậc III còn được giữ vững bằng các loại
liên kết khác như Van der Waals, liên kết hydrogen, liên kết tĩnh điện giữa các gốc
amino acid V.V..
3.1.1.4.

Cấu trúc bậc IV của protein

Biểu thị sự kết họp của các chuỗi có cấu trúc bậc III trong phân tử protein. Hay
nói cách khác, những phân tử protein có cấu trúc từ 2 hay nhiều chuỗi protein hình cầu,
tương tác với nhau trong không gian tạo nên cấu trúc bậc rv.
3.1.2. Tính chất của protein
-

Tính tan của protein

Các loại protein khác nhau có khả năng hoà tan dễ dàng trong một số loại
dung môi nhất định, chẳng hạn như albumin dễ tan trong nước; globulin dễ tan trong
dung dịch muối loãng; prolamin tan trong ethanol, glutelin chỉ tan trong dung dịch kiềm
hoặc acid loãng
-

Tỉnh ngậm nước của protein
Trong môi trường nước, protein kết hợp với nước trương lên trở thành

dạng keo. Các phân tử nước bám vào các nhóm ưa nước trong phân tử protein như - NH
, -COOH.. ngăn cách các phân tử protein không cho chúng dính vào nhau để
thành tủa
-

Độ nhớt của dung dịch protein
Khi protein hoà tan trong dung dịch, mỗi loại dung dịch của những protein

khác nhau có độ nhớt khác nhau.
-

Hằng số điện môi của dung dịch protein
Hằng số điện môi của dung môi làm ngăn cản lực tĩnh điện giữa các nhóm

tích điện của protein và nước.
-

Tính chất điện li của protein

SVTH: Nguyễn Duy Trình

22


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

Cũng như các amino acid, protein là chất điện li lưỡng tính vi trong phân
tử protein có nhiều nhóm phân cực mạnh (bên gốc R) của amino acid
-

Biểu hiện quang học của protein
Cũng như nhiều chất hoá học khác, protein có khả năng hấp thụ và bức xạ

ánh sáng dưới dạng lượng tử hy
-

Kết tủa thuận nghịch và không thuận nghịch protein
Khi protein bị kết tủa đơn thuần bằng dung dịch muối trung tính có nồng

độ khác nhau hoặc bằng protein ethanol, acetone ở nhiệt độ thấp thì protein vẫn giữ
nguyên được mọi tính chất của nó kể cả hoạt tính sinh học và có thể hoà tan trở lại gọi
là kết tủa thuận nghịch.
3.1.3. Vai trò của proteỉn
3.1.3.1.

Chức năng tạo hình

Ngoài các protein làm nhiệm vụ cấu trúc như vỏ virus, màng tế bào, còn gặp
những protein thường có dạng sợi như: sclerotin có trong lóp vỏ ngoài của sâu bọ;
íĩbroin của tơ tằm, nhện; collagen, elastin của mô liên kết, mô xương. Collagen đảm bảo
cho độ bền và tính mềm dẻo của mô liên kết.
3.1.3.2.

Chức năng xúc tác

Hầu hết các phản ứng xẩy ra trong cơ thể đều do các protein đặc biệt đóng vai
trò xúc tác, những protein đó được gọi là các enzyme.
3.1.3.3.

Chức năng bảo vệ

Ngoài vai ữò là thành phần chính trong xúc tác, cấu trúc của tế bào và mô,
protein còn có chức năng chống lại bệnh tật để bảo vệ cơ thể.
3.1.3.4.

Chức năng vận chuyển

Trong cơ thể có những protein làm nhiệm vụ vận chuyển như hemoglobin,
7

+

mioglobin, hemocyanin vận chuyên 02 ,C02và H đi khăp các mô, các cơ quan trong cơ
thể.
3.1.3.5.

Chức năng vận động

Nhiều protein làm nhiệm vụ vận động co rút như myosin, actin ở sợi cơ, chuyển
vị trí của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào ...
SVTH: Nguyễn Duy Trình

23

GVHD: Th.s. Trịnh Thị Lan Anh
•

3.1.3.6.

•

Chức năng dự trữ và dinh dưỡng

Protein dự trữ này chính là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho các tổ
chức mô, phôi phát triển.
3.1.3.7.

Chức năng điều hoà

Các protein làm nhiệm vụ điều hoà quá trình trao đổi chất thông qua tác động lên
bộ máy thông tin di truyền.
3.1.3.8.

Chức năng cung cấp năng lượng

Protein cũng là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho mọi hoạt động sống
trong cơ thể. Trong cơ thể các protein bị phân giải thành các amino acid, từ đó tiếp tục
tạo thành hàng loạt các sản phẩm, trong đó có các ceto acid, aldehyde và carboxylic
acid.

3.2.

Nguồn gốc của protein trong nước thải thủy sản
Chủ yếu protein trong nước thải thủy sản có bản chất và nguồn gốc từ động

vật.
Các nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của Protein trong nước thải thủy sản:
> Nước thải trong quá trình sản xuất như: rửa nguyên liệu,máy móc sau khi chế
biến

3.3.

>

Các thức ăn dành cho việc nuôi ữồng thủy sản có hàm lượng protein cao

>

Nước sinh hoạt của các công nhân.

Sự cần thiết phải xử lý proteỉn trong nước thải thủy sản
Nghành nuôi trồng và chế biến thủy sản, trong đó cụ thể là các xí nghiệp chế

biến thủy sản đều có nước thải chứa protein. Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh
chóng bị phân hủy cho ra acid amin, acid béo, acid thơm, H2S, nhiều chất chứa s, N và
p, có tính độc và mùi khó chịu.
♦ Điều này dẫn đến các hệ quả:
> Ô nhiễm bầu không khí: sự thủy phân sinh ra các chất như H2S, NH3,
CH4 ... Tạo ra mùi khó chịu đối với khu vực xả thải.
> Góp phần gây nên hiện tượng phú dưỡng hoá: trong protein có nồng độ

SVTH: Nguyễn Duy Trình

24


GVHD: Th.s« Trinh Thi Lan Anh
9

9

chất dinh dưỡng N, p cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối p so với N,
sự yếm khí và môi trường khử của lóp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển
mạnh mẽ của tảo và nở hoa tảo.
> Sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt là cá .
> Gây mất mỹ quan môi trường: nước có màu xanh đen hoặc đen, có mùi
khai thối do thoát khí H2S...
> Gây ô nhiễm nguồn nước: Nước ngầm và nước mặt.
3.3.
3.3.1.

Sự phân hủy proteỉn trong nước thải thủy sản
Cơ chế phân hủy proteỉn
Protein là một chất hữu cơ có chứa các hợp chất cần thiết cho sự sinh trưởng và

phát triển vi sinh vật.
Protein ở môi trườmg bên ngoài sẽ là nguồn thức ăn của vi sinh vật. Để có thể sử
dụng được protein làm thức ănvi sinh vật tiết ra một loại Enzyme để thủy phân các liên
kết peptide hoặc các polypeptide thành các peptide có phân tử lượng nhỏ hơn. Tiếp theo
là sự phân hủy các peptide trên thành các acid amin tự do ở môi trường ngoài.
Sau đó được các vi sinh vật hấp thụ các acid amin tự do ở môi trường ngoài vào
trong tế bào. Trong tế bào vi sinh vật các acid amin sẽ được phân giải thành năng lượng

cần thiết cho hoạt động sống của tế bào.

SVTH: Nguyễn Duy Trình

25