Phân Lập Và Tuyển Chọn Một Số Chủng Vi Khuẩn Và Nấm Men Có Khả Năng Phân Giải Cellulose Từ Nước Rỉ Rác Tại Bãi Rác Thị Trấn Lương Sơn Tỉnh Hòa Bình

1

ơ

LỜI CẢM ƠN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MÔI TRƢỜNG

-------------------------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN VÀ NẤM

MEN CÓ KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CELLULOSE TỪ NƢỚC RỈ RÁC

TẠI BÃI RÁC LƢƠNG SƠN – HÒA BÌNH.

NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

MÃ SỐ: 306

Giáo viên hướng dẫn : Ths. Nguyễn Thị Bích Hảo

Nguyễn Thị Mai Lương

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Nam

Mã sinh viên : 1353061427

Lớp : 58C - KHMT

Khóa học : 2013 - 2017

Hà Nội, 2017

i

LỜI CẢM ƠN

Để gắn kết giữa lý thuyết và thực hành, đồng thời hoàn thành chƣơng

trình học, đƣợc sự đồng ý của Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, Khoa QLTNR &

MT, em đã tiến hành thực hiện Khóa luận tốt nghiệp tại phòng thực hành thuộc

Trung tâm ĐDSH & QLRBV. Trong thời gian thực tập và hoàn thành khóa luận,

em đã nhận đƣợc nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo của cô giáo hƣớng dẫn

cũng nhƣ các thầy cô, cán bộ tại Trung tâm, gia đình và bạn bè.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.

Trƣớc tiên em xin tỏ lòng kính trọng, biết ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Thị

Bích Hảo, cô Nguyễn Thị Mai Lƣơng là những ngƣời đã định hƣớng ý tƣởng

nghiên cứu, trực tiếp hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể

hoàn thành tốt khóa luận của mình.

Em xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô, cán bộ tại Trung

tâm ĐDSH & QLRBV đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em trong thời gian thực

tập, hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp.

Qua đây, em cũng xin bày tỏ sự biết ơn đối với các thầy cô của Khoa

QLTNR & MT, Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập tại Trƣờng để em hoàn thành chƣơng trình học.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên

giúp đỡ em cả về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên

cứu.

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Nam

ii

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MÔI TRƢỜNG

========================================================

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên khóa luận:

“Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi khuẩn và nấm men có khả năng

phân giải cellulose từ nước rỉ rác tại bãi rác thị trấn Lương Sơn – tỉnh Hòa

Bình”.

Từ khóa: nước rỉ rác, vi khuẩn phân giải cellulose, nấm men phân giải

cellulose

Keywords: leachate, cellulolytic bacteria, cellulolytic yeast

2. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Nam

3. Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Bích Hảo

Cn. Nguyễn Thị Mai Lƣơng

4. Mục tiêu nghiên cứu:

 Mục tiêu tổng quát

Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi khuẩn và nấm men có khả năng phân

giải cellulose từ nƣớc rỉ rác để phục vụ các nghiên cứu tiếp theo.

 Mục tiêu cụ thể

Phân lập và chọn lọc các chủng vi khuẩn và nấm men có hiệu lực phân giải

cellulose cao từ nƣớc rỉ rác.

Bƣớc đầu xác định một số đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn và nấm

men đƣợc phân lập.

Xác định điều kiện pH môi trƣờng tối ƣu cho sinh trƣởng phát triển của các

chủng vi khuẩn và nấm men đó.

Nâng cao hiệu quả xử lý cellulose trong nƣớc rỉ rác bằng vi khuẩn và nấm

men.

iii

5. Đối tƣợng – phạm vi nghiên cứu

 Đối tƣợng nghiên cứu

Một số chủng vi khuẩn và nấm men có khả năng phân giải cellulose đƣợc

phân lập từ nƣớc rỉ rác tại bãi rác thị trấn Lƣơng Sơn, huyện Lƣơng Sơn – tỉnh

Hòa Bình.

 Phạm vi nghiên cứu

Bãi rác thị trấn Lƣơng Sơn – huyện Lƣơng Sơn, tỉnh Hòa Bình.

6. Nội dung nghiên cứu

Phân lập, tuyển chọn một số chủng vi khuẩn và nấm men có hiệu lực phân

giải cellulose cao từ nƣớc rỉ rác.

Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của chủng vi khuẩn và nấm men đƣợc

tuyển chọn.

Nghiên cứu điều kiện pH môi trƣờng tối ƣu cho sinh trƣởng phát triển của

các chủng vi khuẩn và nấm men đó.

Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý cellulose trong nƣớc rỉ rác bằng

vi khuẩn và nấm men.

7. Những kết quả đạt đƣợc

Đã sàng lọc đƣợc 8 chủng vi khuẩn có khả năng sinh trƣởng trên môi trƣờng

Hansen. Các chủng đƣợc đặt tên là BHBi1, BHBi2, BHBi3, BHBi4, BHBi5,

BHFi1, BHFi2, BHFi3. Nhƣng đề tài chƣa phân lập đƣợc chủng nấm men có

khả năng phân giải cellulose từ nƣớc rỉ rác.

Các chủng vi khuẩn nghiên cứu đều có khả năng phân giải cellulose ở mức

độ khác nhau trên môi trƣờng bổ sung cơ chất CMC. Trong đó 4 chủng BHBi1,

BHFi1, BHFi2 và BHF3 đƣợc xác định có khả năng phân giải mạnh nhất.

Phân loại dựa trên đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập đƣợc

sau khi nhuộm màu Gram. Trong đó, 4 chủng thuộc nhóm Gram âm gồm các

iv

chủng BHBi1, BHBi2, BHBi5 và BHFi3. Các chủng còn lại (BHBi3, BHBi4,

BHFi1 và BHFi2) thuộc nhóm Gram dƣơng.

Xác định đƣợc pH môi trƣờng nuôi cấy tối ƣu cho sự sinh trƣởng, phát triển

và sinh tổng hợp enzyme cellulase của 4 chủng có khả năng phân giải cellulose

mạnh nhất. Trong đó, chủng BHBi1 có pH tối ƣu là 6 – 7 , 3 chủng BHFi1,

BHFi2 và BHFi3 có pH tối ƣu trong khoảng 4 – 5.

Đề xuất đƣợc một số giải pháp thúc đẩy quá trình phân giải cellulose, nâng

cao hiệu quả phân hủy RTSH.

Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Văn Nam

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................i

MỤC LỤC............................................................................................................. v

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT..............................................................................vii

DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ.....................................................viii

DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................viii

ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................... 1

CHƢƠNG I.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 3

1.1. Tổng quan về nƣớc rỉ rác ............................................................................... 3

1.1.1. Khái niệm nƣớc rỉ rác.................................................................................. 3

1.1.2. Nguồn gốc phát sinh nƣớc rỉ rác ................................................................. 3

1.1.3. Thành phần và tính chất của nƣớc rỉ rác ..................................................... 3

1.2. Sự phân bố và cấu trúc của cellulose trong tự nhiên ..................................... 5

1.2.1. Sự phân bố của cellulose trong tự nhiên ..................................................... 5

1.2.2. Cấu trúc của cellulose ................................................................................. 7

1.3. Sự phân giải cellulose trong tự nhiên............................................................. 9

1.3.1. Cơ chế của quá trình phân giải cellulose nhờ vi sinh vật............................ 9

1.3.2. Vi sinh vật phân giải cellulose .................................................................. 11

1.4. Các nghiên cứu về vi sinh vật phân giải cellulose từ nƣớc rỉ rác ................ 16

1.4.1. Nghiên cứu về vi sinh vật phân giải cellulose .......................................... 16

1.4.2. Nghiên cứu về vi sinh vật phân giải cellulose trong nƣớc rỉ rác .............. 21

CHƢƠNG II. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU.................................................................................................... 23

2.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 23

2.1.1. Mục tiêu tổng quát..................................................................................... 23

2.1.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................... 23

2.2. Đối tƣợng – phạm vi nghiên cứu ................................................................. 23

2.3. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 23

2.4. Vật liệu – hóa chất – thiết bị ........................................................................ 24

vi

2.4.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 24

2.4.2. Hóa chất..................................................................................................... 24

2.4.3. Thiết bị - dụng cụ ...................................................................................... 24

2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu.............................................................................. 25

2.5.1. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ................................................... 25

2.5.2. Phƣơng pháp thử nghiệm môi trƣờng nuôi cấy ........................................ 26

2.5.3. Phƣơng pháp phân lập............................................................................... 27

2.5.4. Phƣơng pháp tuyển chọn vi sinh vật phân giải hợp chất hữu cơ cellulose30

2.5.5. Phƣơng pháp nghiên cứu điều kiện pH môi trƣờng tối ƣu cho chủng vi

sinh vật phân giải cellulose ................................................................................. 32

2.5.6. Phƣơng pháp nhuộm Gram ....................................................................... 32

2.5.7. Phƣơng pháp thu thập, kế thừa tài liệu...................................................... 33

2.5.8. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 34

CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU......................................................... 35

3.1. Kết quả thử nghiệm môi trƣờng nuôi cấy vi khuẩn và nấm men................. 35

3.3. Kết quả tuyển chọn chủng vi khuẩn và nấm men có khả năng phân giải

cellulose............................................................................................................... 39

3.4. Đặc điểm hình thái của các chủng đƣợc phân lập........................................ 41

3.5. Nghiên cứu điều kiện pH môi trƣờng tối ƣu cho sinh trƣởng, phát triển của

chủng vi khuẩn .................................................................................................... 44

3.6. Giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý cellulose trong rác thải sinh hoạt bằng

các chủng vi khuẩn và nấm men ......................................................................... 48

CHƢƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................... 51

4.1. Kết luận ........................................................................................................ 51

4.2. Kiến nghị...................................................................................................... 51

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 53