Nghiên cứu đa dạng quần xã vi khuẩn kỵ khí trong các lô xử lý chất diệt cỏ/dioxin bằng phương pháp phân hủy sinh học

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

NGUYỄN THỊ TÂM THƯ

NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG QUẦN XÃ VI

KHUẨN KỴ KHÍ TRONG CÁC LÔ XỬ LÝ CHẤT

DIỆT CỎ/DIOXIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP

PHÂN HỦY SINH HỌC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI, 2013

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Nguyễn Thị Tâm Thư

NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG QUẦN XÃ VI KHUẨN

KỴ KHÍ TRONG CÁC LÔ XỬ LÝ CHẤT DIỆT

DIỆT CỎ/DIOXIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN

HỦY SINH HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh vật

Mã số: 62 42 01 07

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Đặng Thị Cẩm Hà

Viện Công nghệ sinh học

2. TS. Đinh Thị Thu Hằng

Viện Công nghệ sinh học

Hà Nội, 2013

i

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Ðặng Thị Cẩm Hà và TS. Đinh

Thị Thu Hằng, Viện Công nghệ sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ

Việt Nam, là những ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn, tạo mọi điều kiện về cơ sở vật

chất giúp tôi thực hiện và hoàn thành đề tài luận án nhạy cảm và thuộc loại khó này.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học đã tạo mọi điều

kiện cho tôi đƣợc học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án tại Phòng Công nghệ sinh

học tái tạo môi trƣờng, Phòng thí nghiệm trọng điểm, Phòng Kỹ thuật di truyền.

Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Đại tá Phan Nguyễn Khánh,

Đại tá Tô Văn Thiệp – Thủ trƣởng Viện Công nghệ mới, Viện Khoa học và Công

nghệ quân sự đã cho phép và tạo điều kiện cho tôi đƣợc thực hiện nguyện vọng của

mình và hoàn thành luận án đúng thời hạn.

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Đào Thị Ngọc Ánh, CN Lê Việt Hƣng, NCS.

Phùng Khắc Huy Chú và các đồng nghiệp khác tại phòng Công nghệ Sinh học tái

tạo môi trƣờng đã giúp đỡ và chia sẻ, bàn luận kết quả thu đƣợc với tôi trong suốt

quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Bùi Thị Hải Hà - Chuyên viên phụ trách đào

tạo, Viện Công nghệ sinh học, đã hƣớng dẫn tôi tận tình để hoàn thành mọi thủ tục

trong quá trình làm nghiên cứu sinh.

Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng chí, cán bộ Phòng Công nghệ Sinh học,

Phòng Công nghệ Hóa sinh và các cán bộ Viện Công nghệ mới đã luôn động viên,

khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành nhiệm vụ trong thời gian tôi không có mặt ở đơn vị.

Tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến chồng tôi cùng hai bên gia đình đã động

viên, chia sẻ trách nhiệm chăm lo gia đình, con cái để tôi có thêm thời gian thực

hiện tốt nghiên cứu này.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013

Nguyễn Thị Tâm Thƣ

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, một phần đã đƣợc

công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự cho phép và đồng ý của các

đồng tác giả. Phần còn lại chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Hà Nội ngày tháng năm 2013

Tác giả

Nguyễn Thị Tâm Thư

iii

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn i

Lời cam đoan ii

Mục lục iii

Danh mục các thuật ngữ và ký hiệu viết tắt viii

Danh mục các bảng x

Danh mục các hình vẽ, đồ thị xi

MỞ ĐẦU 1

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1. Đặc điểm của các hợp chất hữu cơ chứa clo 5

1.1.1. Một số đặc điểm chung của các hợp chất hữu cơ chứa clo 5

1.1.2. Ảnh hƣởng của các hợp chất hữu cơ chứa clo tới con ngƣời và môi trƣờng 7

1.2. Tình hình ô nhiễm các hợp chất hữu cơ chứa clo 8

1.2.1. Tình hình ô nhiễm các hợp chất hữu cơ chứa clo trên thế giới 8

1.2.2. Tình hình ô nhiễm các hợp chất hữu cơ chứa clo ở Việt Nam 9

1.2.2.1. Ô nhiễm các hợp chất hữu cơ nói chung 9

1.2.2.2. Ô nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở sân bay Biên Hòa 10

1.2.2.3. Ô nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở sân bay Đà Nẵng 11

1.2.2.4. Ô nhiễm chất diệt cỏ chứa dioxin ở sân bay Phù Cát 11

1.3. Phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ chứa clo 12

1.3.1. Cơ chế phân hủy và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa clo 12

1.3.2. Phân hủy hiếu khí chất diệt cỏ/dioxin 17

1.3.2.1. Phân hủy hiếu khí các chất diệt cỏ chlorophenoxy 17

1.3.2.2. Phân hủy hiếu khí các hợp chất dioxin 18

1.3.3. Phân hủy kỵ khí chất diệt cỏ/dioxin 20

1.3.3.1. Phân hủy sinh học kỵ khí các chất diệt cỏ chlorophenoxy 20

1.3.3.2. Phân hủy kỵ khí các hợp chất dioxin 21

iv

1.4. Đa dạng các vi khuẩn tham gia hô hấp loại khử clo 21

1.4.1. Đặc điểm chung của các vi khuẩn hô hấp loại khử clo 21

1.4.2. Đa dạng vi khuẩn khử sulfate 25

1.4.3. Đa dạng vi khuẩn Dehalococcoides 28

1.4.4. Đa dạng vi khuẩn Pseudomonas 30

1.5. Đa dạng các gene chức năng tham gia vào quá trình loại khử clo 32

1.6. Các phƣơng pháp nghiên cứu đa dạng vi sinh vật 36

1.6.1. Phƣơng pháp vi sinh vật 36

1.6.2. Phƣơng pháp hóa sinh 37

1.6.3. Phƣơng pháp sinh học phân tử 37

1.6.4. Phƣơng pháp Metagenomics 38

1.7. Các phƣơng pháp làm sạch nguồn ô nhiễm dioxin và các hợp chất tƣơng tự

bằng phân hủy sinh học

42

1.8. Nghiên cứu về phân hủy sinh học chất diệt cỏ chứa dioxin ở Việt Nam 45

1.8.1. Phân hủy sinh học ở lô xử lý tại sân bay Đà Nẵng 46

1.8.2. Phân hủy sinh học ở lô xử lý tại sân bay Biên Hòa 48

1.8.3. Các nghiên cứu về vi khuẩn chuyển hóa và loại khử clo ở Việt Nam 49

CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 52

2.1. Vật liệu 52

2.1.1. Mẫu đất từ lô xử lý ở sân bay Đà Nẵng 52

2.1.2. Mẫu đất từ lô xử lý ở sân bay Biên Hòa 52

2.1.3. Trình tự nucleotide của các cặp mồi đã sử dụng 53

2.1.4. Các hóa chất và thiết bị máy móc 54

2.1.5. Thành phần các môi trƣờng nuôi cấy và dung dịch đã sử dụng 55

2.1.5.1. Thành phần môi trƣờng nuôi cấy 55

2.1.5.2. Các dung dịch đã sử dụng 56

2.2. Phƣơng pháp 56

2.2.1. Chiết các thành phần của chất diệt cỏ/dioxin từ đất 56

2.2.2. Tách DNA tổng số 57

v

2.2.3. Đánh giá sự đa dạng vi khuẩn kỵ khí từ các lô xử lý 57

2.2.3.1. Nested-PCR 57

2.2.3.2. DGGE 58

2.2.4. Xác định trình tự nucleotide và xây dựng cây phát sinh chủng loại 59

2.2.5. Đánh giá sự biến động các vi khuẩn kỵ khí trong lô xử lý chất diệt

cỏ/dioxin tại sân bay Biên Hòa

59

2.2.6. Làm giàu vi khuẩn kỵ khí 59

2.2.6.1. Làm giàu vi khuẩn khử sulfate 59

2.2.6.2. Làm giàu vi khuẩn kỵ khí hô hấp loại clo 60

2.2.7. Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số yếu tố môi trƣờng lên sự sinh trƣởng

của quần xã vi khuẩn khử sulfate

61

2.2.8. Làm sạch vi khuẩn khử sulfate 61

2.2.9. Quan sát hình thái tế bào vi khuẩn 62

2.2.10. Tách dòng đoạn gene mã hóa 16S rRNA 62

2.2.11.Đánh giá khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa clo (đa) vòng thơm 62

2.2.11.1. Đánh giá khả năng phân hủy các chất là thành phần của chất diệt cỏ 62

2.2.11.2.Đánh giá khả năng phân hủy các đồng phân dioxin trong mẫu làm giàu 63

2.2.11.3. Xác định 2,4-DCP và 2,4,5-T 64

2.2.12.Đánh giá sự đa dạng vi khuẩn kỵ khí và gene chức năng trong mẫu làm giàu 65

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 67

3.1. Đa dạng vi khuẩn loại khử clo trong các lô xử lý đất nhiễm chất diệt cỏ/dioxin 68

3.1.1. Đa dạng vi khuẩn hô hấp loại khử clo nói chung trong các lô xử lý 68

3.1.2. Đa dạng vi khuẩn khử sulfate trong các lô xử lý 69

3.1.3. Đa dạng vi khuẩn Dehalococcoides trong các lô xử lý 72

3.2. Sự đa dạng vi khuẩn và các gene chức năng trong mẫu làm giàu 74

3.2.1. Làm giàu vi khuẩn kỵ khí hô hấp loại clo trên đất ô nhiễm chất diệt

cỏ/dioxin

74

3.2.2. Sự đa dạng vi khuẩn trong mẫu làm giàu 75

3.3. Sự biến động số lƣợng vi khuẩn kỵ khí trong lô xử lý tại Biên Hòa 80

vi

3.3.1. Sự biến động số lƣợng vi khuẩn khử sulfate trong lô xử lý 80

3.3.2. Sự biến động số lƣợng vi khuẩn kỵ khí sử dụng chất diệt cỏ/dioxin tại lô xử lý 81

3.4. Sự đa dạng một số nhóm gene chức năng tham gia vào các quá trình của tế bào 81

3.4.1. Sự có mặt của các gene reductive dehalogenase (rdhA) trong các lô xử lý

và trong mẫu làm giàu

81

3.4.2. Sự đa dạng một số nhóm gene chức năng tham gia vào các quá trình của tế

bào phát hiện bằng Metagenomics

82

3.4.3. So sánh trình tự một số gene chức năng mã hóa cho enzyme tham gia vào

quá trình phân hủy các hợp chất vòng thơm

84

3.5. Một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn khử sulfate 87

3.5.1. Làm giàu quần xã vi khuẩn khử sulfate 87

3.5.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng đến sinh trƣởng của quần xã vi

khuẩn khử sulfate

87

3.5.2.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ 88

3.5.2.2. Ảnh hƣởng của pH 88

3.5.2.3. Ảnh hƣởng của nồng độ NaCl 89

3.5.2.4. Ảnh hƣởng của nguồn carbon 90

3.5.2.5. Ảnh hƣởng của nồng độ dịch chiết đất 91

3.5.2.6. Ảnh hƣởng của một số hợp chất chứa clo hữu cơ 91

3.5.3. Phân lập, phân loại vi khuẩn khử sulfate 92

3.5.3.1. Quan sát hình thái tế bào 93

3.5.3.2. Trình tự đoạn gene 16S rRNA đặc hiệu cho vi khuẩn khử sulfate 93

3.6. Sự có mặt của Dehalococcoides trong mẫu làm giàu 94

3.6.1. Làm giàu vi khuẩn kỵ khí loại khử clo trên nguồn DCĐ, 2,4,5-T, 2,4-DCP 95

3.6.2. Hình thái một số tế bào vi khuẩn trong mẫu làm giàu trên các chất ô nhiễm 96

3.6.3. Nhân đoạn gene 16S rRNA đặc hiệu của vi khuẩn Dehalococcoides 97

3.6.4. Trình tự đoạn gene 16S rRNA của Dehalococcoides trong mẫu làm giàu 97

3.7. Khả năng phân hủy hay chuyển hóa các thành phần của chất diệt cỏ/dioxin 99

3.7.1. Khả năng phân hủy và chuyển hóa PCDD/Fs trong mẫu làm giàu 99

vii

3.7.2. Khả năng phân hủy và chuyển hóa 2,4-DCP, 2,4,5-T 102

3.7.2.1. Khả năng chuyển hóa 2,4,5-T 102

3.7.2.2. Khả năng chuyển hóa 2,4-DCP 103

3.7.3. Khả năng phân hủy các hợp chất chứa clo của vi khuẩn khử sulfate

BDN10T đã đƣợc làm sạch

104

CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN 106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 131

SUMMARY 147

viii

Danh mục các thuật ngữ và ký hiệu viết tắt

2,4,5-T 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid

2,4-D 2,4-dichlorophenoxyacetic acid

Bộ TN-MT Bộ Tài nguyên và môi trƣờng

CDBF Chlorodibenzo-p-furan

CP Chlorophenol

Đ/C Đối chứng

DBF Dibenzo-p-furan

DCB Dichlorobenzene

DCĐ Dịch chiết đất

DCDD Dichlorodibenzo-p-dioxin

DCP Dichlorophenol

DD Dibenzo-p-dioxin

DDD 1-chloro-4-[2,2-dichloro-1-(4-chlorophenyl)ethyl]benzene

DDT 1,1,1-trichloro-2,2-di(4-chlorophenyl)ethane

DGGE Denaturing Gradient Gel Electrophoresis

EPA Environmental Protection Agency

HCB Hexachlorobenzene

HPLC High Performance Liquid Chromatography

MCDD Monochlorodibenzo-p-dioxin

MT Môi trƣờng

PAH Polyaromatic hydrocarbon

PCB Polychlorobiphenyl

PCDD Polychlorodibenzo-p-dioxin

PCDD/Fs Polychlorodibenzo-p-dioxin/furan

PCDF Polychlorodibenzo-p-furan

PCE Tetrachloroethene

PeCDD Pentachlorodibenzo-p-dioxin

RdhA Reductive dehalogenase

rdhA Reductive dehalogenase gene

TCB Tetrachlorobenzene

TCDD Tetrachlorodibenzo-p-dioxin

ix

TCDF Tetrachloro dibenzo-p-furan

TCE Trichloroethene

TCP Trichlorophenol

TeCB Tetrachlorobenzene

TEQ Total toxic equivalent quantity

TrCB Trichlorobenzene

TrCDD Trichlorodibenzo-p-dioxin

VK Vi khuẩn

VK KK Vi khuẩn kỵ khí

VK KSF Vi khuẩn khử sulfate

VSV Vi sinh vật

WHO World Health Organization

x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng Tên Bảng Trang

2.1 Tổng hợp các nghiên cứu đã thực hiện trong luận án 53

2.2 Trình tự các đoạn mồi đã sử dụng trong nghiên cứu 53

2.3 Công thức pha gel DGGE ở các nồng độ biến tính khác nhau 58

2.4 Tổng hợp các phƣơng pháp đã sử dụng trong nghiên cứu 66

3.1 Sự có mặt của một số VK hô hấp loại khử clo trong các mẫu nghiên cứu 68

3.2 Mối quan hệ giữa một số dòng VK KSF tại các lô xử lý và một số VK

gần gũi

71

3.3 Sự tƣơng đồng của các dòng VK loại khử clo trong các lô xử lý với 6

chủng VK Dehalococcoides

73

3.4 Metagenome của VK đƣợc phân tích bởi máy Roche 454 GS Junior bằng

Newbler

75

3.5 Dữ liệu metagenome trong mẫu làm giàu đƣợc bằng phân tích MG-RAST 75

3.6 Tỷ lệ các VSV có mặt trong mẫu làm giàu 77

3.7 Các VK trong metagenome của mẫu làm giàu theo khả năng loại khử clo 78

3.8 Phân loại VK có mặt trong mẫu làm giàu theo khả năng hô hấp 79

3.9 Các enzyme đƣợc mã hóa bởi các gene tham gia vào các quá trình phân hủy

và chuyển hóa các hợp chất vòng thơm

83

3.10 Sự biến đổi thành phần các chất ô nhiễm giữa mẫu đối chứng (Đ/C) và

mẫu làm giàu

100

3.11 Khả năng chuyển hóa 2,4-DCP bởi tập đoàn VK KK trong các mẫu làm

giàu từ Đà Nẵng

104

3.12 Sự biến đổi thành phần hóa học trong mẫu nuôi cấy chủng BDN10T

so với mẫu không có VSV (ĐC)

105

xi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình Tên Hình Trang

1.1 Một số hợp chất hữu cơ chứa clo điển hình 6

1.2 Quá trình loại clo sản phẩm cắt vòng của lindane và pentachlorophenol ở

điều kiện hiếu khí

13

1.3 Con đƣờng phân hủy 2,4-DCP bởi nấm Phanerochaete chrysosporium 14

1.4 Các con đƣờng loại khử clo của 1,2,3,4-TCDD và 1,2,3,7,8-PeCDD ở

chủng D. mccartyi CBDB1

14

1.5 Sơ đồ khoáng hóa các hợp chất chứa clo vòng thơm với hợp chất trung

gian là chlorocatechol

15

1.6 Con đƣờng phân hủy hoàn toàn PCDD/Fs bởi các quần xã VK trong quá

trình phân hủy sinh học

16

1.7 Cây phát sinh chủng loại của các vi khuẩn loại khử clo dựa trên trình tự

đoạn gene 16S rRNA

24

1.8 Quá trình chuyển hóa PCE tạo ra ethene ở một số VK khác nhau 29

1.9 Cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự axit amin của các enzyme RdhA 34

2.1 Sơ đồ các nghiên cứu thực hiện trong luận án 54

3.1 Điện di đồ DGGE với cặp mồi DCC305f/DSV838r đặc hiệu cho VK KSF

từ các mẫu ở lô xử lý tại sân bay Đà Nẵng và Biên Hòa

70

3.2 Cây phát sinh chủng loại của vi khuẩn khử sulfate trong các lô xử lý 72

3.3 Điện di đồ DGGE phân tích sự đa dạng VK Dehalococcoides ở các lô xử lý 73

3.4 Cây phát sinh chủng loại của Dehalococcoides trong các lô xử lý 73

3.5 VK KK hô hấp loại khử clo từ đất ở 16 vị trí trong lô chôn lấp tích cực tại

Biên Hòa sau 36 tháng xử lý đƣợc làm giàu trên đất ô nhiễm chất diệt

cỏ/dioxin rất nặng

75

3.6 Đa dạng VSV trong mẫu làm giàu VK KK trên đất ô nhiễm 76

3.7 Sự biến động số lƣợng VK KSF và VK KK nói chung sử dụng chất diệt

cỏ/dioxin từ lô xử lý tại Biên Hòa

80

3.8 Phân bố và tỷ lệ các gene chức năng tham gia vào các quá trình của tế bào 82

3.9 Mối quan hệ của 2 gene haloacid dehalogenase với các gene của 85

xii

Hình Tên Hình Trang

Pseudomonas

3.10 Mối quan hệ giữa một số enzyme tham gia vào quá trình phân hủy hợp chất

vòng thơm do các gene chức năng có mặt trong mẫu làm giàu mã hóa

86

3.11 Sinh trƣởng của hai quần xã VK KSF từ Đà Nẵng và Biên Hòa ở các

nhiệt độ khác nhau

88

3.12 Sinh trƣởng của hai quần xã VK KSF từ Đà Nẵng và Biên Hòa ở các pH

khác nhau

89

3.13 Sinh trƣởng của quần xã VK KSF từ Đà Nẵng và Biên Hòa với các nồng

độ NaCl khác nhau

89

3.14 Sinh trƣởng của quần xã VK KSF từ Đà Nẵng và Biên Hòa trên các

nguồn carbon khác nhau

90

3.15 Ảnh hƣởng của nồng độ DCĐ đến sinh trƣởng của quần xã VK KSF ở Đà

Nẵng và Biên Hòa

91

3.16 Ảnh hƣởng của một số hợp chất hữu cơ chứa clo đến sinh trƣởng của

quần xã VK KSF ở Đà Nẵng và Biên Hòa

92

3.17 Hình thái tế bào chủng VK KSF BDN10T phân lập từ Đà Nẵng 93

3.18 Mối quan hệ gần gũi của các VK KSF với chủng BDN10T 94

3.19 VK KK hô hấp loại khử clo đƣợc làm giàu trên môi trƣờng chứa 2,4-

DCP, 2,4,5-T từ các mẫu đất ở Đà Nẵng và Biên Hòa

95

3.20 Các tế bào VK có mặt trong mẫu P1 làm giàu trên MT chứa 2,4-DCP và

P5 làm giàu trên MT chứa 2,4,5-T

96

3.21 Điện di đồ nhân đoạn gene 16S rRNA của VK Dehalococcoides từ mẫu

làm giàu VK hô hấp loại khử clo ở Đà Nẵng

97

3.22 Cây phát sinh chủng loại của hai dòng VK Dehalococcoides có mặt trong

mẫu làm giàu P5T

98

3.23 Hiệu suất phân hủy, chuyển hóa 2,3,7,8-TCDD, OCDD và 15 đồng phân

PCDD/Fs còn lại bởi tập đoàn VK KK ở Biên Hòa

99

3.24 Phổ sắc ký khả năng chuyển hóa 2,4,5-T ở các mẫu Đà Nẵng và Biên Hòa 103

1

MỞ ĐẦU

Chất diệt cỏ chứa dioxin (chất diệt cỏ/dioxin) là một trong số các chất hữu cơ

chứa clo độc hại không chỉ với môi trường, con người mà còn khó bị phân hủy bởi

vi sinh vật (VSV). Xử lý ô nhiễm các chất hữu cơ chứa clo nói chung và chất diệt

cỏ/dioxin nói riêng bằng biện pháp phân hủy sinh học (bioremediation) đã và đang

được nghiên cứu do chi phí thấp và thân thiện đối với môi trường. Các nghiên cứu

về quá trình phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ chứa clo đã chứng minh có 4

con đường phân hủy, chuyển hóa bởi VSV. Trong số đó có 3 con đường xảy ra với

sự có mặt của oxy bao gồm oxy hóa cắt vòng thơm, loại clo ở sản phẩm cắt vòng và

phân hủy nhờ cơ chế xúc tác bởi enzyme ngoại bào hay các chất tương tự trao đổi

chất hoạt động như enzyme. Quá trình thứ tư là loại khử clo xảy ra ở điều kiện

không có oxy hay thiếu oxy được gọi chung là hô hấp loại khử clo.

Công nghệ phân hủy sinh học đã được áp dụng thành công với quy mô 0,5 m3

đến 100 m3

tại Đà Nẵng và quy mô 3.384 m3

tại Biên Hòa. Hiệu quả xử lý tại Đà

Nẵng đạt 50 – 70% sau gần 2 năm xử lý (Đặng Thị Cẩm Hà, 2005) và tại Biên Hòa

đạt hơn 99% sau 27 tháng xử lý (Đặng Thị Cẩm Hà, 2012). Để đạt được hiệu quả

xử lý nêu trên có rất nhiều yếu tố liên quan trong đó có vai trò của VSV, các điều

kiện mini sinh thái của mỗi lô xử lý, các nhóm VSV tham gia vào quá trình chuyển

hóa, phân hủy và khoáng hóa các hợp chất là thành phần chất diệt cỏ/dioxin. Đặc

biệt, sự đa dạng và mức độ hoạt động của quần xã vi khuẩn kỵ khí (VK KK) hô hấp

loại khử clo tham gia vào quá trình chuyển hóa, phân hủy sinh học các chất độc như

thế nào vẫn đang là những câu hỏi cần được giải đáp bằng các nghiên cứu cơ bản

với sự hỗ trợ của các kỹ thuật hiện hành.

Hiện nay, các nghiên cứu về VK hô hấp loại khử clo trên thế giới đã công bố

có 20 chi và thuộc về 3 ngành là Proteobacteria, Chloroflexi và Firmicute. Trong

các lô xử lý ở Đà Nẵng, sự có mặt VK Dehalococcoides thuộc ngành Chloroflexi đã

được xác định bằng phương pháp DGGE (Nguyễn Bá Hữu, 2009). Một số VK KSF

thuộc ngành Proteobacteria cũng đã được phát hiện tại khu vực này. Đặc biệt,