Đánh giá khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt sinh học của vi khuẩn ứng dụng xử lý môi trường nhiễm kim loại nặng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ THU HÀ

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO CHẤT HOẠT HÓA BỀ MẶT
SINH HỌC CỦA VI KHUẨN, ỨNG DỤNG XỬ LÝ
MÔI TRƯỜNG NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ THU HÀ

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TẠO CHẤT HOẠT HÓA BỀ MẶT
SINH HỌC CỦA VI KHUẨN, ỨNG DỤNG XỬ LÝ
MÔI TRƯỜNG NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Mã số

: 60 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. KIỀU THỊ QUỲNH HOA
TS. TRẦN THỊ HUYỀN NGA

Hà Nội – Năm 2014


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Kiều Thị Quỳnh
Hoa, phó Trưởng phịng Phịng Vi Sinh Vật Dầu Mỏ, Viện Công nghệ Sinh học, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đồng hướng dẫn TS. Trần Thị Huyền Nga Giảng viên Khoa Mơi trường, đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức, kinh
nghiệm quý báu cho tơi trong suốt q trình thực tập và làm luận văn tốt nghiệp.
Để hồn thành luận văn này, tơi xin cảm ơn các cán bộ, học viên, sinh viên thuộc
Phịng Vi Sinh Vật Dầu Mỏ, Viện Cơng nghệ Sinh học đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận
lợi cho tơi trong q trình làm thực nghiệm.
Đồng thời, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô giáo Khoa
Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền thụ
những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt q trình học tập.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã quan tâm giúp đỡ,
động viên và khuyến khích tơi trong suốt thời gian qua để tơi hồn thành luận văn được
tốt hơn.
Tuy đã có những cố gắng nhất định nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên
chắc chắn luận văn này có nhiều thiếu sót và hạn chế nhất định. Kính mong nhận được sự
góp ý của thầy cơ và các bạn.

Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Học viên cao học

Nguyễn Thị Thu Hà

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

KLN

Kim loại nặng

CHHBMSH

Chất hoạt hóa bề mặt sinh học

CHHBM

Chất hoạt hóa bề mặt

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

CMC

Nồng độ mixen tối thiểu

HC

Hydrocacbon

WHO

Tổ chức sức khỏe thế giới

EEC

Cộng đồng kinh tế Châu Âu

DNA

Deoxyribonucleoic Acid

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

HKTS

Hiếu khí tổng số

DO

Diesel Oil


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Hàm lượng KLN trong chất thải của một số mỏ vàng điển hình tại Úc…….5
Bảng 1.2. Phân loại CHHBMSH tạo ra từ vi sinh vật…………………………….…..14
Bảng 1.3. Một số lồi vi sinh vật có khả năng tạo CHHBMSH………………….…..19
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của 24 chủng vi khuẩn nghiên
cứu...................................................................................................................................38
Bảng 3.2. Khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH của các chủng vi khuẩn

nghiên cứu…………………………………………………………………………….40
Bảng 3.3. Khả năng loại Cd và Pb của CHHBMSH tạo ra từ chủng CB5a…………..55


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Mối quan hệ giữa nồng độ CHHBMSH và sự hình thành các mixen,
sức căng bề mặt……………………………………………………………………….26
Hình 1.2. Cơ chế loại kim loại nặng từ đất của CHHBMSH…………………………..27
Hình 3.1. Hình thái khuẩn lạc của chủng vi khuẩn CB5a…………………………….42
Hình 3.2. Hình thái tế bào của chủng CB5a dưới kính hiển vi điện tử qt ……….42
Hình 3.3. Ảnh hưởng của các nguồn carbon khác nhau đến sinh trưởng và tạo
CHHHBMSH của chủng CB5a……………………………………………………….44
Hình 3.4. Khả năng tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các nguồn carbon khác
nhau………………………………………………………………………………..….44
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến sinh trưởng và tạo CHHBMSH của
chủng CB5a………………………………………………………………………........46
Hình 3.6. Khả năng tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các hàm lượng glycerol
ni cấy khác nhau…………………………………………………………………….47
Hình 3.7. Ảnh hưởng của các nguồn nitơ khác nhau đến quá trình sinh trưởng và tạo
CHHBMSH của chủng CB5a………………………………………………………….48
Hình 3.8. Khả năng tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các nguồn nitơ khác nhau….48
Hình 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng Urea đến sinh trưởng và tạo CHHBMSH của
chủng CB5a……………………………………………………………………………50
Hình 3.10. Khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các hàm lượng
Urea khác nhau…………………………………………………………………………50
Hình 3.11. Ảnh ưởng của nhiệt độ đến khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH của
chủng CB5a…………………………………………………………………………….51
Hình 3.12. Khả năng tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các nhiệt độ khác nhau…....52
Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH của chủng

CB5a……………………………………………………………………………………53
Hình 3.14. Khả năng tạo CHHBMSH của chủng CB5a ở các điều kiện pH môi trường
khác nhau………………………………………………………………………………54


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….......................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………………………………….3
1.1. Ô nhiễm kim loại nặng………………………………………………………………..3
1.1.1. Khái niệm kim loại nặng……………………………………………………………3
1.1.2. Tính độc hại của kim loại nặng………………………………………………..........4
1.1.3. Ơ nhiễm Chì (Pb)……………………………………………………………………6
1.1.3.1. Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong mơi trường………………………………6
1.1.3.2. Nguồn ơ nhiễm…………………………………………………………………………7
1.1.3.3. Tính độc của Chì……………………………………………………………………...9
1.1.4. Ơ nhiễm Cadimi (Cd)……………………………………………………………..10
1.1.4.1. Sự phân bố - dạng tồn tại của cadimi trong mơi trường………………….........10
1.1.4.2. Nguồn ơ nhiễm………………………………………………………………………..11
1.1.4.3. Tính độc của Cadimi……………………………………………...........................11
1.1.5. Hiện trạng ơ nhiễm Chì và Cadimi ở Việt Nam………………………………….12
1.2. Chất hoạt hóa bề mặt sinh học (CHHBMSH)…………………………................13
1.2.1. Khái niệm chất hoạt hóa bề mặt sinh học……………………………………….13..
1.2.2. Phân loại chất hoạt hóa bề mặt sinh học…………………………………..…….13
1.2.3. Tính chất của chất hoạt hóa bề mặt sinh học……………………………….........16
1.2.3.1. Hoạt tính bề mặt………………………………………………………………........16
1.2.3.2. Khả năng chịu nhiệt, pH và chịu lực ion………………………………….….….17
1.2.3.3. Khả năng phân hủy sinh học và tính độc thấp…………………………….…….17
1.2.3.4. Sự hình thành nhũ hóa chủa CHHBMSH………………………………………..17
1.2.3.5. Đa dạng về cấu trúc hóa học………………………………………………….......18

1.2.4. Vi sinh vật có khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt sinh học…………………........18
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt sinh học……….....20
1.2.5.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon……………………………………………............20
1.2.5.2. Ảnh hưởng của nguồn nitơ………………………………………………………...21
1.2.5.3. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường………………………………………..…..22


1.2.6. Ứng dụng của chất hoạt hóa bề mặt sinh học trong công nghiệp và xử lý ô nhiễm môi
trường…………………………………………………………………………………….22
1.3. Một số phương pháp xử lý kim loại nặng…………………………………….......23
1.3.1. Xử lý bằng phương pháp hóa học……………………………………………….23
1.3.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý……………………………………………........23
1.3.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học…………………………………………….....24
1.4. Xử lý kim loại nặng bằng chất hoạt hóa bề mặt sinh học………………………..25
1.4.1. Cở chế xử lý đất nhiễm kim loại nặng bằng CHHBMSH………………………..25
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam…………………………………27
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………………………29
2.1. Vật liệu…………………………………………………………………………………29
2.1.1. Chủng giống………………………………………………………………………...29
2.1.2. Hóa chất……………………………………………………………………….........29
2.1.3. Thiết bị máy móc…………………………………………………………………...30
2.1.4. Mơi trường ni cấy………………………………………………………………..30
2.2. Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………………..31
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái của vi khuẩn………………………..31
2.2.2. Phương pháp xác định Gram của vi khuẩn………………………………………...32
2.2.3. Phương pháp quan sát hình thái tế bào dưới kính hiển vi quang học....................32
2.2.4. Phương pháp quan sát hình thái tế bào bằng kính hiển vi điện tử
quét (SEM - Scanning Electron Microscope)..................................................................32
2.2.5. Phương pháp phân lập vi khuẩn tạo CHHBSMH trên môi trường chọn lọc.........33
2.2.6. Phương pháp đánh giá khả năng sinh tổng hợp CHHBMSH của các

chủng vi khuẩn phân lập thơng qua chỉ số nhũ hố E24.......................................................33
2.2.7. Đánh giá khả năng sinh trưởng của vi khuẩn dựa vào phương pháp đo độ
đục của dung dịch nuôi cấy (OD).......................................................................................34
2.2.8. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện môi trường nuôi
cấy lên khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH..............................................................34
2.2.9. Lên men, tách chiết và tinh sạch CHHBMSH......................................................35
2.2.10. Loại Cd và Pb từ đất ơ nhiễm bằng CHHBMSH…………………………...…35
2.2.11. Phân tích trình tự gen 16S rDNA định tên đến lồi chủng CB5a……………...36


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.....................................................................38
3.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, đặc điểm gram các chủng vi khuẩn phân lập......38
3.2. Khả năng tạo CHHBMSH của các chủng vi khuẩn..................................................40
3.3. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc, hình thái tế bào chủng vi khuẩn CB5a……………41
3.4. Định tên loài chủng CB5a…….…………………………………………………….43
3.5. Ảnh hưởng các yếu tố môi trường đến khả năng tạo CHHBMSH của chủng
vi khuẩn nghiên cứu………………………………………………………………………..43
3.5.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon lên quá trình sinh trưởng và tạo CHHBMSH
của chủng vi khuẩn nghiên cứu…………………………………………………………......43
3.5.2. Ảnh hưởng của nồng độ Glycerol………………………………………………..45
3.5.3. Ảnh hưởng của nguồn nitơ ……………………………………………………...47
3.5.4. Ảnh hưởng của nồng độ Urea đến quá trình sinh trưởng và tạo CHHBMSH
của chủng CB5a……………………………………………………………………………..49
3.5.5. Ảnh hưởng của nhiêt độ nuôi cấy………………………………………………..51
3.5.6. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng và tạo CHHBMSH của
chủng CB5a………………………………………………………………………………….52
3.6. Nghiên cứu khả năng xử lý đất nhiễm Cd và Pb từ đất bằng CHHBMSH
tạo ra bởi chủng CB5a……………………………………………………………….............54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………………...56
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………………...57

MỞ ĐẦU
Ô nhiễm kim loại nặng đang là vấn đề môi trường được quan tâm ở Việt Nam
và trên thế giới. Ô nhiễm kim loại nặng gia tăng cùng với sự phát triển của q trình
cơng nghiệp hóa cũng như các hoạt động khai thác khoáng sản. Kim loại nặng như Pb,
Cd, Cr, Cu, As, Zn, Hg và Ni... được xem là những ngun tố chính gây ơ nhiễm. Sự
tích tụ của những kim loại nặng độc hại này trong đất và nước gây ảnh hưởng tiêu cực
tới con người, sinh vật cũng như môi trường xung quanh. Đặc biệt, ở người, các bệnh
thường gặp ở những vùng ô nhiễm kim loại nặng là bệnh viêm đường hô hấp, quái thai,
gan, thận, ung thư, sẩy thai, thai chết lưu....
Các phương pháp thường được sử dụng để xử lý đất nhiễm kim loại nặng bao
gồm: kết tủa, hấp phụ, trao đổi ion, ổn định hóa, chơn lấp... Tuy nhiên, phương pháp
kết tủa, hấp phụ, trao đổi ion thường có giá thành cao, gây ơ nhiễm thứ cấp do sử dụng
nhiều hóa chất, phương pháp ổn định hóa và chơn lấp lại địi hỏi nhiều diện tích để xử
lý. Với những đặc tính như tính hịa tan, ổn định và tạo được phức bền với kim loại,
chất hoạt hóa bề mặt sinh học (CHHBMSH) tạo bởi vi sinh vật có tiềm năng xử lý hiệu
quả kim loại từ môi trường ô nhiễm. CHHBMSH là hợp chất sinh học do vi sinh vật (vi
khuẩn, nấm men, nấm mốc) tạo ra chứa cả hai nhóm chức ưa nước và kị nước trong
cùng một phân tử. Vì vâỵ, chúng có thể tập trung tác động tương hỗ với nhau làm giảm
sức căng bề mặt, đồng thời làm giảm lực hút tĩnh điện ở bề mặt tiếp giáp giữa hai pha
(lỏng –lỏng; lỏng – rắn) giúp CHHBMSH (tích điện âm) dễ dàng tiếp xúc và tạo phức
bền vững với kim loại nặng (tích điện dương). Ưu điểm của việc ứng dụng CHHBMSH
để xử lý kim loại nặng là tính tương hợp, khả năng phân hủy sinh học, an tồn với mơi
trường, giá thành rẻ do có thể tận dụng được các chất thải làm nguồn carbon, nitơ,
không tạo nhiều cặn dư thừa gây ô nhiễm thứ cấp cho môi trường và chịu được các yếu
tố môi trường (pH, nhiệt độ, ...) khắc nghiệt. Do những ưu điểm vượt trội kể trên,
nghiên cứu xử lý kim loại nặng bằng CHHBMSH hiện thu hút được sự quan tâm của

1

nhiều nhà khoa học trên thế giới. Tuy nhiên, ở Việt Nam hướng nghiên cứu này vẫn
còn mới mẻ.
Từ thực trạng ơ nhiễm kim loại nặng nói chung, cũng như cadimi (Cd) và chì
(Pb) nói riêng, cùng với nhu cầu tìm kiếm các giải pháp phù hợp để xử lý môi trường
nhiễm kim loại nặng hiệu quả ở Việt Nam, chúng tôi thực hiện đề tài luận văn “Đánh
giá khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt sinh học của vi khuẩn, ứng dụng xử lý môi
trường nhiễm kim loại nặng”.

 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:
• Lựa chọn được một chủng vi khuẩn có khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt sinh
học cao, cùng các điều kiện sinh trưởng và tạo CHHBMSH tối ưu.
• Đánh giá được khả năng loại chì (Pb) và cadimi (Cd) trong đất ơ nhiễm bằng
CHHBMSH tạo bởi chủng vi khuẩn lựa chọn.
 Đưa ra các phương pháp tiếp cận mới nhằm xử lý đất ô nhiễm KLN.
 KẾT QUẢ CHÍNH ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC:
•

Lựa chọn được một chủng vi khuẩn CB5a có khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt
sinh học cao.

•

Phân tích trình tự 16S rDNA: chủng CB5a tương đồng 99,9% với lồi
Pseudomonas aeruginosa.

•

Tìm được điều kiện tối ưu cho sinh tổng hợp CHHBMSH của chủng vi khuẩn

CB5a là 37oC, pH 7, 2% Glycerol, 2g urea/l với chỉ số nhũ hóa E24 đạt 60%.

•

Hiệu quả loại chì và cadimi trong đất bằng CHHBMSH tạo bởi chủng CB5a lần
lượt là 89 và 79% sau 3 ngày thí nghiệm.

2


Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Ô nhiễm kim loại nặng
1.1.1. Khái niệm kim loại nặng
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều quan điểm về kim loại nặng, như:
- Quan điểm phân loại theo tỉ trọng: cho rằng kim loại nặng là các kim loại có tỉ
trọng (ký hiệu d) lớn hơn 5, bao gồm: Pb (d = 11,34), Cd ( d = 8,6), As (d = 5,72), Zn
(d = 7,10) Co (d = 8,9), Cu (d = 8,96), Cr (d = 7,1), Fe (d = 7,87), Mn ( d =
7,44)....Trong số các nguyên tố này có một số nguyên tố được coi là nguyên tố vi lượng
cần cho dinh dưỡng của con người, cây trồng và sinh vật ở liều lượng thấp, ví dụ: Mn,
Co, Cu, Zn, Fe….Tuy nhiên, với hàm lượng cao các nguyên tố này sẽ gây độc [53].
- Theo quan điểm độc học: kim loại nặng là các kim loại có nguy cơ gây nên các
vấn đề về môi trường, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Co, Vn, Ti, Fe, Mn, Ag,
Sn, As, Se. Có 4 nguyên tố được quan tâm nhiều là Pb, Cd, As và Hg. Bốn nguyên tố
này gây độc cho sinh vật và con người kể cả ở liều lượng thấp [7].
Một định nghĩa khác cho rằng, kim loại nặng là những ngun tố có đặc tính
kim loại và có số nguyên tử lớn hơn 20. Các nguyên tố này thường ở dạng vết trong
môi trường đất tự nhiên [43]. Các kim loại nặng phổ biến nhất là: Cd, Cr, Cu, Zn, Pb,
Hg. Các KLN nói chung ở nồng độ cao là yếu tố cực kì độc hại đối với q trình trao
đổi chất của tế bào. Ơ nhiễm KLN có thể dẫn đến mất cân bằng của các lồi động, thực
vật bậc cao, đặc biệt trong mơi trường đất chứa hàm lượng KLN cao thực vật phát triển

kém dẫn đến độ che phủ bề mặt thấp, hậu quả là các KLN từ đất sẽ xâm nhập vào
nguồn nước mặt và nước ngầm [43].

3


1.1.2. Tính độc hại của kim loại nặng
Trong số 70 kim loại nặng tồn tại trong tự nhiên, chỉ có một số nguyên tố là các
nguyên tố vi lượng (<10-4) như: Cu, Zn, Mn, B, Mo…Những nguyên tố này cần thiết
cho cơ thể ở lượng rất nhỏ, cần dùng trong các chức năng trao đổi chất quan trọng cho
cuộc sống. Đa số các kim loại nặng như Pb, Hg, Cd, As…khơng cần thiết cho sự sống,
với đặc tính bền vững trong môi trường, khả năng gây độc ở liều lượng thấp và tích lũy
lâu dài ở chuỗi thức ăn, những kim loại nặng này được xem như chất thải nguy hại tác
động tiêu cực đến môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng xâm nhập
vào cơ thể người và sinh vật chủ yếu qua đường hô hấp, tiêu hóa và da. Chúng tác động
đến gốc sulfate làm vơ hiệu hóa các enzyme, gây cản trở sự chuyển hóa của các chất
qua màng tế bào của người và sinh vật. Độ độc của kim loại nặng không chỉ phụ thuộc
vào bản thân kim loại mà nó cịn liên quan đến hàm lượng trong đất, trong nước và các
yếu tố hoá học, vật lý cũng như sinh vật. Trong tự nhiên kim loại nặng thường tồn tại ở
dạng tự do, khi ở dạng tự do thì độc tính của nó yếu hơn so với dạng liên kết, ví dụ khi
Cu tồn tại ở dạng hỗn hợp Cu - Zn thì độc tính của nó tăng gấp 5 lần khi ở dạng tự do
[20].
Độc tính của KLN đối với sinh vật liên quan đến cơ chế oxy hóa và độc tính
gen. Tác hại của KLN đối với động vật và con người là làm giảm chức năng của hệ
thần kinh trung ương, giảm năng lượng sinh học, tổn hại đến cấu trúc của máu, phổi,
thận, gan, và các cơ quan khác. Tiếp xúc với KLN trong thời gian dài có thể ảnh hưởng
mãn tính đến thể chất, cơ và q trình thối hóa hệ thần kinh dẫn đến biểu hiện các
bệnh Parkinson, bệnh teo cơ, bệnh đa xơ cứng…Hơn nữa KLN còn làm tăng các tương
tác dị ứng và gây nên đột biến gen, cạnh tranh với các kim loại cần thiết trong cơ thể ở
các vị trí liên kết sinh hóa và phản ứng như các kháng sinh giới hạn rộng chống lại cả

vi khuẩn có lợi và có hại.

4


Bảng 1.1. Tác động của kim loại nặng đến các bộ phận của cơ thể người
Bộ phận vùng

Nguyên tố

Các tác động

+Hệ thần kinh trung ương

Hg2+

+Hư hại não: Giảm chức năng sinh lý

Pb2+

của nơtron

Hg2+

-Đi lại và phản xạ khơng bình thường

Pb2+

-Tác động đến nơtron ngoại vi

+Hệ thần kinh ngoại vi

As
+Hệ bài tiết

-Bệnh thần kinh ngoại vi

Hg2+

-Bệnh thận, bệnh đường tiết niệu

As

-Rối loạn đường tiết niệu

+Gan

As

-Bệnh sơ gan

+Hệ thống máu

Pb

-Kìm hãm sinh tổng hợp của máu

Cd

-Thiếu máu nhẹ

As

-Thiếu máu

+Miệng, tóc, đường hơ
hấp

+Xương

Hg2+

-Viêm miệng

As

-Loét, lên nhọt, hói đầu

Hg

-Gây tác động đến cuống phổi

Se

-Sưng hoặc viêm đường hô hấp

Cd

-Nhuyễn xương

Se

-Mục răng

+Hệ thống tim mạch

Cd, As

-Mỡ tim

+Hệ thống sinh sản

Hg, As

-Sảy thai

+Phổi, da, tuyến tiết niệu

Cd, As

-Ung thư

5


1.1.3. Ơ nhiễm chì (Pb)
Chì (tên Latin là Plumbum, gọi tắt là Pb) là nguyên tố hóa học nhóm IV trong
bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev; số thứ tự nguyên tử là 82; khối lượng nguyên tử
bằng 207,2; nóng chảy ở 327, 4oC; sôi ở 1725oC; khối lượng riêng bằng 11,34 g/cm3.
Chì là nguyên tố màu xám xanh, rất mềm, có thể cắt bằng dao. Là nguyên tố

KLN có khả năng linh động kém, có thời gian bán phân hủy trong đất từ 800-6000
năm. Chì là nguyên tố độc hại đối với con người và hầu hết các sinh vật. Sự có mặt của
chì làm giảm hoạt động của vi sinh vật đất, gây rối loạn q trình tuần hồn nitơ trong
đất [1, 4].
1.1.3.1. Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong mơi trường
Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong đất
* Chì (Pb): là nguyên tố kim loại nặng có khả năng linh động kém, có thời gian
bán phân huỷ trong đất từ 800 - 6000 năm. Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lượng
chì trong đất trung bình từ 15 – 25 ppm [13]. Chì thường nằm ở dạng phức chất bền
với các anion (CO32-; Cl¯; SO32-; PO43-) ở trong đất. Hàm lượng chì bị hấp phụ trao đổi
chiếm tỷ lệ nhỏ (< 5%) tổng hàm lượng chì có trong đất. Chì cũng có khả năng kết hợp
với các chất hữu cơ hình thành các chất dễ bay hơi như (CH3)4Pb. Trong đất chì có tính
độc cao, hạn chế hoạt động của các vi sinh vật và tồn tại khá bền vững dưới dạng phức
hệ với các chất hữu cơ [13].
Chì trong đất có khả năng thay thế ion K+ trong các phức hệ hấp phụ có nguồn
gốc hữu cơ hoặc khống sét. Khả năng hấp thu chì tăng dần theo thứ tự sau [13]:
Montmorillonit < Axit humic < Kaolinit < Allophane < Ôxyt Sắt
Theo các nhà khoa học Mỹ, chì trong đất được chia thành 10 dạng bao gồm: hòa
tan trong nước, trao đổi, có khả năng bị thay thế bởi bạc, cacbonat, dạng dễ khử, tạo
phức với chất hữu cơ, kết hợp với oxit Fe ở dạng vơ định hình, kết hợp với oxit Fe ở

6


dạng tinh thể, dạng sulfit….Dạng không tan của Pb bao gồm: Pb(OH)2, PbCO3, PbS,
PbO, Pb3(PO4)2, Pb5(PO4)3OH, PbSO4, Pb4O(PO4)2 [2].
Phần lớn các hợp chất của chì đều ít tan. Các anion có ảnh hưởng nhiều nhất đến
tính tan của chì là CO32-, OH-, S2-, PO42- và SO42-. Ở môi trường đất trung tính hoặc
kiềm, chì dễ kết tủa ở dạng Pb(OH)2. Nếu trong đất có chứa photphat hịa tan thì
Pb(OH)2 sẽ dần dần chuyển thành Pb3(PO4)2 hay các photphat khó tan khác như

plumbogumit PbAl3H(OH)6(PO4)2. Các hợp chất này xác định trực tiếp mức nồng độ
linh động của Pb trong dung dịch đất [3].
Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong nước
Trong nước chì thường tồn tại ở 3 dạng là hoà tan, lơ lửng ở dạng keo và phức
chất. Tính năng của hợp chất chì được xác định chủ yếu thơng qua độ tan . Tính tan của
chì phụ thuộc vào pH, khi pH tăng thì tính tan giảm. Ngồi ra tính tan của chì cịn phụ
thuộc vào các yếu tố như hàm lượng các ion khác và điều kiện ơxy-hố khử trong
nước. Chì thường tồn tại ở dạng keo trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp
(pH 7) và ít tồn tại ở dạng keo trong nước sinh hoạt (pH 6). Nhờ tác dụng ngoại lực của
chất hữu cơ mà các phức keo của Pb ở dạng Pb(CH3)32+ ; Pb(CH3)4 và Pb(CH3)22+
thường lắng đọng ở bùn cặn đáy, Pb trong nước tự nhiên chủ yếu tồn tại dưới dạng hố
trị +2 [7].

1.1.3.2. Nguồn ơ nhiễm
Chì được thải ra từ mỏ quặng chì, cơ sở sản xuất pin, ắc quy, chất dẻo tổng hợp,
sơn, thuốc nổ, mực in, bột màu… Chì tích đọng trong xương và hồng cầu gây rối loạn
tủy xương, đau khớp, viêm thận, liệt, thần kinh… Nhiễm độc chì có thể gây tử vong
cho người thậm chí chỉ với liều lượng nhỏ.

7


Trong tự nhiên, chì là ngun tố vi lượng có trong thành phần của vỏ trái đất.
Hàm lượng chì trong vỏ trái đất khoảng 13,0 µg/g [2]. Chì tồn tại trong khoảng 84
khống chất, điển hình là galen PbS, ngồi ra cịn có cernsute PbCO3, cunglesite
PbSO4…Tuy nhiên, nguồn phát sinh tự nhiên này chỉ gây ô nhiễm một lượng không
đáng kể. Chính các hoạt động nhân tạo của con người mới là những nguồn chủ yếu
nhất phát thải chì ra ngồi mơi trường, gây tình trạng ơ nhiễm và nhiễm độc chì. Trong
tổng lượng chì phát sinh ra ngồi mơi trường, chì từ các hoạt động nhân tạo chiếm tới
95% [2].

Chì được sử dụng hầu như ở mọi lĩnh vực trong đời sống con người, do đó
nguồn gây ơ nhiễm chì xảy ra trên diện rộng ở hầu hết loại hình sản xuất và sinh hoạt
của xã hội. Sau đây là một số những nguồn chính gây ơ nhiễm chì [2, 43].


Trong cơng nghiệp

Cơng nghiệp khai khống và luyện kim là nguồn phát thải chì lớn nhất. Khơng
chỉ riêng ngành khai thác và tinh chế chì, mà nhiều ngành khai thác và tinh chế các kim
loại khác cũng phát sinh chất thải chứa chì. Những dịng thải chứa chì trong loại hình
cơng nghiệp này bao gồm:
-

Chất thải rắn từ các khu khai thác và tuyển quặng

-

Nước thải ở các khu vực mỏ, khu tuyển quặng, luyện quặng.

-

Nước thải tại các lò luyện quặng

Chất thải, chủ yếu là nước thải của một số ngành công nghiệp khác như sản xuất ác
quy, sản xuất sơn, bột màu… cũng là nguồn phát thải rất đáng kể chì ra mơi trường.
 Trong nơng nghiệp
Nguồn phát thải chì trong nơng nghiệp chủ yếu là từ thuốc trừ sâu và từ khói thải
của các máy nơng nghiệp chạy bằng nhiên liệu xăng pha chì. Qua quá trình sa lắng ướt,
chì sẽ xâm nhập vào nguồn nước ngầm, nước mặt, đất… gây ô nhiễm.

8


 Trong hoạt động quân sự
Chì được sử dụng trong ngành chế tạo đạn dược phuc vụ cho mục đích qn sự
chiếm một lượng khơng nhỏ tổng lượng chì được con người sử dụng. Ngồi ra, chì cịn
được phát thải từ việc sử dụng xăng pha chì trong các động cơ, như xe tăng, máy bay…
1.1.3.3. Tính độc của chì
Chì có độc tính cao. Sau khi đi vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích tụ theo thời
gian rồi mới gây độc. Chì xâm nhập vào cơ thể người gián tiếp qua chuỗi thức ăn hoặc
trực tiếp qua đường hơ hấp, tiêu hóa, da… gây ức chế một số enzyme quan trọng, làm
rối loạn quá trình tạo huyết ở tủy, phá vỡ quá trình tạo hồng cầu, gây hại đến hệ thần
kinh, nhất là hệ thần kinh của trẻ sơ sinh. Đối với phụ nữ mang thai, khi tiếp xúc với
chì ở mức cao có thể bị sẩy thai. Nam giới tiếp xúc lâu dài với chì sẽ làm giảm khả
năng sinh sản [1, 20].
Một số dạng nhiễm độc chì được biết đến là: nhiễm độc mãn tính và nhiễm độc
cấp tính. Nhiễm độc chì thường làm rối loạn trí óc, nhức đầu, co giật, có thể dẫn đến
động kinh, hơn mê, thậm chí tử vong. Độc chất chì cịn làm viêm thận, thấp khớp. Cơn
đau bụng chì là biểu hiện của sự nhiễm độc nghiêm trọng: đau bụng kèm với buồn nơn.
Chì tích lũy và làm tổn hại nghiêm trọng đến xương. Nhiễm độc chì mãn tính là một
trong những tác nhân gây ung thư [1].
Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn khơng ngon, đau đầu do chì
tác dụng lên hệ thần kinh trung ương và ngoại vi. Tác dụng sinh hoá quan trọng của chì
là can thiệp vào hồng cầu, ức chế một số enzym quan trọng của quá trình tổng hợp
máu. Chì kìm hãm việc sử dụng O2 và glucoza để sản xuất năng lượng cho quá trình
sống. Sự kìm hãm này có thể nhận thấy khi nồng độ chì trong máu khoảng 0,3 mg/l.
Khi nồng độ chì trong máu cao hơn 0,8ppm có thể gây hiện tượng thiếu máu do thiếu
Hemoglobin, sẽ gây rối loạn chức năng thận và phá hủy não [21].

9

1.1.4. Ô nhiễm Cadimi ( Cd)
Cadimi (tên Latin là Cadmium, viết tắt là Cd), là nguyên tố hóa học nhóm IIB
trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev; số thứ tự nguyên tử là 48; khối lượng
nguyên tử bằng 112,41; nóng chảy ở 321,1oC; sôi ở 766,5oC; khối lượng riêng bằng
8,65 g/cm3.
Cd là nguyên tố màu trắng xanh, mềm, dễ nóng chảy, dễ tan trong HNO3. Trong
tự nhiên Cd thường tồn tại cùng với kẽm, đồng. cadimi độc hại đối với con người và
hầu hết các sinh vật [20].
1.1.4.1. Sự phân bố - dạng tồn tại của cadimi trong môi trường
Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong đất
* Cadmium (Cd): là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd2+. Trong
các điều kiện oxy hoá Cd thường ở các dạng hợp chất rắn như CdO, CdCO3,
Cd3(PO4)2. Trong điều kiện khử (Eh ≤ - 0,2V) thì Cd thường tồn tại ở dạng CdS, ngồi
ra Cd có thể tồn tại dạng phức như CdCl+ ; CdHNO3+ ; CdHClˉ ; CdCl4ˉ ; Cd(OH)4ˉ.
Trong đất chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn, tuy nhiên nếu đất chứa nhiều Fe, Al,
Mn và chất hữu cơ thì Cd sẽ liên kết với các nguyên tố này dẫn tới giảm khả năng linh
động. Trong đất trung tính hoặc kiềm do bón vơi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO3.
Thơng thường Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 - 40%, dạng các
hợp chất cacbonat là 20%, hyđrôxit và ôxit là 20%, phần liên kết các hợp chất hữu cơ
chiếm tỷ lệ nhỏ [13].
Quá trình hấp phụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 80 % Cd đưa vào đất bị hấp
phụ trong vòng 10 - 15 phút và 100 % trong vòng 1 giờ. Khả năng hấp phụ Cd của các
chất trong đất giảm dần theo thứ tự: Hyđrôxit và ôxit sắt, nhôm, halloysit > Allphane >
kaolinit, axit humic > montmorillonit [13].

10

Sự phân bố - dạng tồn tại của chì trong nước
Trong nước Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị +2 và rất dễ bị thuỷ phân trong
môi trường kiềm. Ngồi dạng hợp chất vơ cơ, Cd cịn liên kết với các hợp chất hữu cơ
đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất có khả năng hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng,
chiếm 60 - 75% nồng độ tổng số của Cd trong nước.
1.1.4.2. Nguồn ô nhiễm
Nguồn gây ô nhiễm Cd chủ yếu là do các chất thải từ công nghiệp mỏ, mạ điện,
ống dẫn plastic, sơn…Theo Phạm Quang Hà (2002) [6] khi nghiên cứu hàm lượng Cd
trong đất ở những vùng ven thành phố, nơi chịu ảnh hưởng của rác thải, nước thải sinh
hoạt và công nghiệp hay từ các làng nghề truyền thống như gò đúc nhơm, đồng có hàm
lượng Cd khá cao.
Cadimi có trong nguyên liệu dùng để sản xuất phân lân và vôi. Việc sử dụng
phân bón trong ngành nơng nghiệp, nhất là phân bón có chứa photphat lâu dài là yếu tố
chủ yếu làm gia tăng hàm lượng Cd trong đất. Hàm lượng Cd trong đá photphat được
sử dụng làm nguyên liệu sản xuất phân lân thay đổi theo nguồn gốc địa chất và loại đá :
0,15mg – 5mg Cd/kg ở đá có nguồn gốc núi lửa và 5 – 300mg Cd/kg ở các đá trầm
tích. Trong sản xuất phân bón cơng nghiệp, khoảng 60 – 80% Cd trong đá photphat
nằm lại trong thành phần của phân hóa học [5]. Cadimi từ phân bón sẽ xâm nhập vào
mơi trường qua nước thải và phát tán vào đất…Theo ước tính của các nước EEC lượng
Cd đưa vào đất hàng năm qua phân bón phosphat là 5g/ha (Nguyễn Đình Mạnh, 2000
[11]).
1.1.4.3. Tính độc của cadimi (Cd)
Cadimi là nguyên tố độc hại đặc biệt khi xâm nhập vào cơ thể người. Cadimi có
thể tích tụ trong cơ thể người bằng nhiều cách khác nhau nhưng chuỗi thức ăn là con
đường chính đưa Cd vào cơ thể. Việc hút thuốc lá cũng là nguồn tích lũy Cd với lượng
từ 20 - 35μg Cd/ngày.

11

Cadimi có thời gian bán phân hủy sinh học dài từ 10-35 năm, chủ yếu tích tụ ở
thận. Nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh lỗng xương, nứt
xương, Cd tích lũy trong cơ thể sẽ cản trở việc cố định Ca. Khi cơ thể tích lũy một
lượng Cd đủ lớn, Cd sẽ thay thế Zn ở các enzym quan trọng và gây rối loạn tiêu hóa. Ở
nồng độ cao, Cd gây đau thận, thiếu máu và phá hủy tủy xương [21]. Tổ chức Lương
Nông của Liên Hợp Quốc (FAO) và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đề nghị lượng Cd
có thể chấp nhận được tối đa là 400 – 500 μg/tuần. Nó tương đương khoảng 70
μg/ngày [1].
1.1.5. Hiện trạng ơ nhiễm Chì, Cadimi ở Việt Nam
Năm 1998, Trần Kông Tấu, Trần Kông Khánh đã khảo sát mức độ ơ nhiễm chì
của 5 nhóm đất chính trên phạm vi toàn quốc. Kết quả cho thấy, đất phù sa thuộc đồng
bằng Sơng Hồng có hàm lượng Pb cao nhất và hầu hết các loại đất có tỷ lệ hàm lượng
các kim loại nặng dạng linh động so với dạng tổng số rất cao [16 ].
Kết quả điều tra khảo sát của Maqsud (1998) từ 8/1995 đến 8/1997 tại một số
kênh rạch của Thành phố Hồ Chí Minh cho thấy hàm lượng Cd và Pb ở hầu hết các
kênh rạch đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần ( Cd cao gấp 16 lần, Pb gấp 700 lần).
Hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích cũng ở mức báo động với As, Cd và Pb
lần lượt vượt quá TCVN là 11,7 ; 36 và 61 lần [12].
Năm 2000, Trần Kông Tấu và cộng sự theo dõi hiện tượng nhiễm kim loại nặng
cũng như sự thay đổi hàm lượng của chúng trong 16 ao, hồ trên địa bàn Hà Nội so sánh
với TCVN 5942 – 1995 loại A đối với nước mặt thì tất cả các ao hồ của Hà Nội đều đã
bị ô nhiễm KLN, đến 90 % mẫu kiểm tra bị ô nhiễm Pb [17].
Phạm Quang Hà (2002) khi phân tích hàm lượng Cd trong các mẫu đất trồng
lúa, và các mẫu bùn của Huyện Văn Mơn, n Phong, Bắc Ninh, đã phát hiện được có
mẫu có hàm lượng Cd là 3,1mg/kg cao gấp 1,1 lần TCVN, còn lượng Cd trong các mẫu
bùn rất cao gấp 5 lần TCVN [6].

12

1.2. Chất hoạt hóa bề mặt sinh học
1.2.1. Khái niệm chất hoạt hóa bề mặt sinh học
CHHBMSH là một nhóm các phân tử đa dạng về cấu trúc, có tính chất hoạt
động bề mặt do các vi sinh vật tạo ra. Các phân tử này có tác dụng làm giảm sức căng
bề mặt, khả năng tạo đám ở nồng độ mixen tối thiểu (CMC-Critical Micelle
Concentration) và hấp phụ ở bề mặt trung gian giữa hai pha khác nhau [8, 31].
Cấu tạo của CHHBMSH gồm hai phần: một phần ưa nước (hydrophilic) và một
phần kị nước (hydrophobic). Phần kị nước là các axit béo chuỗi dài hoặc các dẫn xuất
của các axit béo, phần ưa nước có thể là một amino axit, mono-, oligo-, hoặc
polysaccharides, peptit, protein....[45]. Những đặc tính này cho phép các phân tử
CHHBMSH tập trung lại và tác dụng bề mặt tương hỗ với nhau làm giảm sức căng bề
mặt, đồng thời làm giảm lực hút tĩnh điện ở bề mặt tiếp giáp giữa hai pha (lỏng –lỏng;
lỏng – rắn) [52]. Điều này có thể giúp CHHBMSH (tích điện âm) dễ dàng tiếp xúc và
tạo phức bền vững với kim loại nặng (tích điện dương ).
CHHBMSH thu được nhờ lên men vi sinh vật. Cũng giống như chất hoạt hóa bề
mặt được tổng hợp hóa học, CHHBMSH cũng được đặc trưng bởi khả năng làm giảm
sức căng bề mặt, khả năng hình thành, phá hủy mixen ở nồng độ tối thiểu. Chúng tạo
thành sản phẩm công nghệ sinh học quan trọng, thân thiện với mơi trường, có tiềm
năng rất lớn trong thương mại và ứng dụng bảo vệ sức khỏe con người. Nhờ khả năng
giữ ẩm, tạo bọt và là chất phân tán CHHBM được ứng dụng trong các ngành công
nghiệp như : sơn, mỹ phẩm, dệt may, thực phẩm, dược phẩm, khai thác mỏ và chế biến
khoáng sản, tăng cường thu hồi dầu và xử lý ô nhiễm mơi trường.
1.2.2. Phân loại chất hoạt hóa bề mặt sinh học
Khơng giống như chất hoạt hóa bề mặt hóa học (CHHBMHH) thường được
phân loại theo bản chất của các nhóm phân cực, CHHBMSH chủ yếu được phân loại

13


dựa vào thành phần hóa học và nguồn gốc các loại vi sinh vật. Rosenberg và Ron đã

chia các CHHBMSH thành hai nhóm: Các CHHBMSH có khối lượng phân tử thấp và
các CHHBMSH có khối lượng phân tử cao. CHHBMSH có khối lượng phân tử thấp
bao gồm các glycolipids (rhamnolipids, sophorolipids, mannosylerythritol lipids…),
lipopeptide và photpholipid, các CHHBMSH khối lượng phân tử cao là các chất cao
phân tử và các CHHBM dạng hạt (như thực phẩm nhũ tương và biodispersan).
Ngoài cách phân loại nói trên, CHHBMSH từ vi sinh vật tạo ra được chia làm 7
loại chính như Bảng 1.5 [15, 22, 45].

Bảng 1.2. Phân loại CHHBMSH tạo ra từ vi sinh vật
STT

Loại CHHBMSH

1

Glycolipids

Vi sinh vật tạo CHHBMSH điển hình

Rhamnolipids

Pseudomonas aeruginosa

Trehalose lipids

Rhodococcus erthropolis
Arthobacter sp.
Candida bombicola

Sophorolipids

Candida apicola
Candida antartica

Mannosylerythritol lipids
2

3

Lipopeptides
Surfactan/iturin/fengycin

Bacillus subtilis

Viscosin

Pseudomonas fluorescens

Lichenysin

Bacillus licheniformis

Serrawettin

Serratia marcescen

Phospholipids

Acinetobacter sp.
Corynebacterium lepus

4

CHHBM có hoạt tính kháng kháng

14


sinh

5

Gramicidin

Brevibacterium brevis

Polymixin

Bacillus polymyxa

Antibiotic TA

Myxococcus Xanthus

Axit béo
Corynebacterium insidibasseosum

Corynomicolic acids
6

7

CHHBMSH trùng hợp
Emulsan

Acinetobacter calcoaceticus

Alasan

Acinetobacter radioresistens

Liposan

Candida lipolytica

Lipomannan

Candida tropicalis

CHHBMSH dạng hạt
Vesicles

Acinetobacter calcoaceticus

Toàn bộ tế bào vi khuẩn

Cyanobacteria

Glycolipids là CHHBMSH được biết đến nhiều nhất. Nó có cấu trúc là
mạch hydratcarbon liên kết với một chuỗi các aliphatic axit hoặc hydroxyaliphatic

axit. Liên kết này được tạo bởi một nhóm ete hoặc este. Các glycolipids được quan
tâm và nghiên cứu nhiều nhất là rhamnolipids, sophorolipids và gần đây là
mannosylerythritol lipids [42].
Lipopeptides là CHHBMSH được tạo bởi chi vi khuẩn Bacillus, bao gồm 7
amino axit liên kết với các nhóm cacboxyl và hydroxyl. Đây là CHHBMSH có hoạt
tính làm giảm sức căng bề mặt rất tốt, chỉ cần bổ sung CHHBMSH với nồng độ rất
thấp, chỉ 0,005%, đã có thể làm giảm sức căng bề mặt từ 72 xuống 27 mN/m [35, 47].
Chủng tiêu biểu được nghiên cứu nhiều nhất có khả năng sinh tổng hợp nhóm
CHHBMSH này là Bacillus subtilis ATCC 21332.

15


Phospholipids là một dạng CHHBMSH được cấu thành từ màng vi sinh vật.
Mức độ tổng hợp phospholipids tăng lên khi vi khuẩn hay nấm men có khả năng phân
hủy hydrocarbon sinh trưởng trên nguồn cơ chất alkane. Các phospholipids này có thể
làm giảm sức căng bề mặt giữa nước và hexadecan xuống dưới 1 mN/m và CMC là 30
mg/l [35, 47].
CHHBM có hoạt tính kháng sinh là các CHHBMSH có tính kháng khuẩn
như gramicidin, polymixin và chất kháng sinh TA [42].
Axit béo là các axit béo được vi sinh vật tạo ra trong q trình oxy hố các cơ
chất alkane. Các axit béo này có chứa các nhóm hydroxyl và các gốc alkine, do đó
chúng cũng có hoạt tính bề mặt như các sản phẩm CHHBMSH khác.
CHHBMSH trùng hợp là polymeric heterasaccharide có chứa protein.
CHHBMSH polymeic được nghiên cứu nhiều nhất là emulsan, liposan, alasan,
lipomanan và các phức hợp polysaccharide – protein [42].
CHHBMSH dạng hạt là CHHBMSH có cấu trúc dạng hạt, các khoang ngoài
màng tế bào phân chia các gốc HC thành các hạt nhũ tương và các hạt nhũ này sẽ đóng
vai trị quan trọng trong việc hấp thu alkane bởi tế bào vi sinh vật [42].
1.2.3. Tính chất của chất hoạt hóa bề mặt sinh học

1.2.3.1.

Hoạt tính bề mặt

Chất hoạt hóa bề mặt có hoạt tính tốt, có thể làm giảm sức căng bề mặt của nước
từ 72 mN/m xuống 1 mN/m [48]. Ví dụ Sophorolipid (do Torulopsis bombicola tạo ra)
làm giảm sức căng bề mặt của nước xuống 33 mN/m và làm giảm sức căng bề mặt giữa
hai pha nước và hexandecan xuống 5 mN/m [30]. Rhamnolipid làm giảm sức căng bề
mặt của nước xuống 26 mN/m và sức căng bề mặt giữa pha nước với hexadecan xuống
dưới 1mN/m [47].

16