VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 1
 TIỂU LUẬN
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

4
)
2
SO
2
, NH
4
Cl, NH
4
NO
3
Kết quả của việc sử dụng nhiều phân
đạm là tăng năng suất cây trồng nhưng hệ quả của nó để lại là gây ô nhiễm nước, đất, gây ô
nhiễm thức ăn cho bản thân con người qua hiện tượng tích lũy các loại đạm vô cơ trong
thực vật, động vật. 14
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 3
I CHU TRÌNH NITO
1 GIỚI THIỆU
- Khí nitơ chiếm 78% trong khí quyển. Tuy vậy nitơ thường tỏ ra thiếu
thốn đối vớicác sinh vật. Phân tử nitơ N2 gồm một cặp nguyên tử liên kết
cộng hoá trị rất bền vững.Năng lượng của liên kết 3 này khoảng 225 kcal/M,
muốn phá vỡ chúng cần phải có nhiệt độ cao khoảng 1000 – 1100
o
C, áp
suất 1000atm và các chất xúc tác khác.
- Chỉ có một ít sinh vật tiết ra enzym cần thiết để phân rã các phân tử ấy

2.1 SỰ CỐ ĐỊNH N ( NITROGEN FIXATION)
- Khả năng cố định đạm sẽ không thể nếu như không có mặt của các vi
sinh vật cố định đạm.
- Cây họ đậu, tảo lam cũng có khả năng cố định đạm. Đồng hành với
công việc này, các nhà khoa học chế tạo phân vi sinh vật cố định đạm cho
cây họ đậu (phân Nitragin) và cả cây hòa thảo mà đặc biệt là cây lúa (phân
Azogin).
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 5

2.1.1 VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH NITO
Vi khuẩn nốt sần:
- Vi khuẩn nốt sần: thuộc loại hiếu khí không tạo bào tử có thể đồng hóa
nhiều nguồn cacbon khác nhau, pH thích hợp: 6,5-9,5, nhiệt độ phát triển
thích hợp: 24-26
o
C.
- Phân loại vi khuẩn nốt sần có nhiều ý kiến chưa thống nhất:
+ Theo Todorovic chia vi khuẩn nốt sần ra 2 loài: Rhizibiomonas
leguminosarum và Rhizobacterum leguminosrum
+ Theo Bergli thì giống Rhizobiumbao gồm 6 loài vi khuẩn nốt sần:
Rh.leguminosarum, Rh.phaseoli, Rh.Trifolii, Rh.lupini, Rh.sapnicum,
Rh.meliloti.
- Cơ chế tạo thành nốt sần:
+ Vi khuẩn nốt sần xâm nhập vào rễ cây họ đậu thông qua lông hút đôi
khi thông qua vết thương. Một số cây họ đậu tiết ra xung quanh rễ những
chất có tác dụng kích thích những vi khuẩn tương ứng với mình phát triển

+ Azotobacter Vinelandi: kích thước 3,4x1,5µ có khả năng di động, sắc tố
màu vàng lục đến huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.
+ Azotobacter agilis: kích thước 3,3x2,8µ có khả năng di động, sắc tố
màu lục, huỳnh quang, khuyếch tán vào môi trường.
Azotobacter làm tăng cường nguồn thức ăn cung cấp cho cây trồng, kích
thích khả năng tăng trưởng, nâng cao tỷ lệ nảy mầm và độ phát triển của
mầm (vì nó tiết ra môi trường thiamin, a.nicotinic, a.pantotenic, piridoxin,
biotin, ) và có khả năng tiết ra một số chất chống nấm.
Chế phẩm Azotobacterin là dịch Azotobacter cho hấp thụ trong than bùn
(hoặc các loại đất giàu hữu cơ đã trung hòa và bổ sung photpho, kali).
- Beiferinckia: là loài hiếu khí, cố định nitơ giống Azotobacter nhưng có
khả năng chịu chua cao hơn. Gồm có 3 nhóm:
+ B.Indica: kích thước tế bào 0,5-1,5 x 1,7-3,0µ có khả năng di động hoặc
không di động, khi già có sắc tố màu đỏ đến màu nâu, có tốc độ cố định nitơ
nhanh
+ B.fluminensis: kích thước tế bào 1,1-1,5 x 3,0-3,5µ có khả năng di động,
sắc tố màu nâu tối, tốc độ cố định nitơ chậm.
+ B.derxii: kích thước tế bào 1,5-2,0 x 3,5-4,5µ không di động, sắc tố màu
lục huỳnh quang.
Vi khuẩn kỵ khí sống tự do thuộc Clostridium:
- Loài được nghiên cứu nhiều nhất là Clostridium pasteriaum.
- Ngoài ra còn có các loài Clostridium khác như Cl.butylicum, Cl.
Bacterinkin, Cl. Aceticum,
- Kích thước tế bào 2,5-7,5 x 0,7-1,3µ có thể riêng rẽ hoặc xếp đôi hoặc
thành chuỗi ngắn.
- Có khả năng di động khi còn non, có khả năng tạo bào tử, bào tử có kích
thước lớn hơn tế bào và có thể nằm ở đầu hoặc ở giữa tế bào.
Tảo lam sống tự do và tảo lam cộng sinh trong bèo hoa dâu:
- Hiện nay đã phát hiện nhiều loài tảo lam sống tự do trong đất và trong
nước có khả năng cố định nitơ.

thành amon.
- Trong các công trình xử lý nước thải sự đồng hóa chịu trách nhiệm loại
bỏ nito.
- Các tế bào thực vậy và tế bào tảo thích xử dụng nito ở dạng amon.
-Trong đất, các phân bón ở dạng amon được ưu thích hơn là phân bón
nitrat. Tế bào sẻ chuyển hóa nitrat hoạc amon thành protein thành yếu tố giới
hạn.

2.3 SỰ KHOÁNG HÓA NITO ( AMMONIFICATION)
- Sự khoáng hóa nito là sự chuyển hóa các hợp chất nito hữu cơ thành các
dạng vô cơ.
- Sau khi các sinh vật chết, vi sinh vật phân giải protein và nitơ hữu cơ
chuyển thành nitơ khoáng.
-Trong đất, chất hữu cơ trước hết được biến thành mùn và một phần sẽ
thành các dạng amoni hay nitrit.
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 8
- Thoạt đầu, amoni thành nitrit dưới tác động của các vi khuẩn hiếu khí
Nitrosomonas, sau đó, qua một quá trình oxi hoá nữa, các nitrit chuyển
thành nitrat do các vi khuẩn hiếu khí Nitrobacter.
- Nitơ dưới dạng nitrat là giai đoạn cuối cùng của quá trình khoáng hoá
nitơ hữu cơ trong đất, là dạng thích hợp nhất cho cây trồng. Nitrat dễ hoà tan
trong nước nên dễ bị rửa trôi, nhất là trong mùa mưa lớn.
- Sự khoáng hoá nitơ, sự mất nitơ do rửa trôi và thực vật hấp thụ nitơ dưới
dạng nitrat và hiện tượng khử nitơ NH
4
→ NO

-
. Những vi khuẩn này sử dụng CO
2

làm nguồn carbon chính và cần oxy để sinh trưởng.
- Những vi khuẩn có ích này thường là vi khuẩn Gram dương (Gram +),
do đó bạn nên thận trọng khi sử dụng các thuốc tiêu diệt vi khuẩn Gram +
như Erythromycin (Maracyn), Ampicillin, hay Penicillin.
- Sự nitat hóa là sự chuyển hóa amon thành nitrat bởi hoạt động của vi
sinh vật.
- Vi sinh vật tham gia quá trình nitrat hóa gồm có 2 nhóm:
 Vi khuẩn nitrit ( Nitrosomonas): oxy hóa amoniac thành nitrit hoàn
thành giai đoạn thứ nhất.
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 9
 Vi khuẩn nitrat ( Nitrobacter ): oxy hóa nitrit thành nitrat, hoàn thành
giai đoạn thứ hai. Vi khuẩn nitrosomonas Nitrobacter

- Các phản ứng được biễu diễn qua các phương trình sau:
2NH
3

2
+ 3H
2
O (1)
2HNO
2
+ O
2
= 2 HNO
3
(2)
- Ở phương trình (1) + (2) : cứ 214 = 28g N cần 816 = 128g ôxy. 1g N
cần 128/28 = 4,57g ôxy.
- Trong quá trình khử nitrat của nitrit (N
2
O
5
) thường phóng ít O2 hơn vì
một phần O
2
cần để tạo ra CO
2
+ H
2
O. Tức là 2 nguyên tử N giải phóng 3
nguyên tử ôxy : từ (N2O5) 1 g N giải phóng được (16 5)/ (14 2) = 2,85 g
ôxy.
- Tốc độ của giai đoạn thứ nhất xảy ra nhanh gấp 3 lần so với giai đoạn
hai.


2.4.2VI SINH VẬT CÓ TRONG QUÁ TRÌNH KHỬ NITRAT HÓA

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 11 Pseudonomonas Bacillus Spirillum Hyphomicrobium
với hàm lượng vượt mức cho phép kéo
dài, trẻ em và phụ nữ có thai có thể mắc bệnh xanh da vì chất độc này cạnh
tranh với hồng cầu để lấy oxy.
- Người ta có chứng minh được rằng dẫn xuất hữu cơ từ NO2- như
nitrosamin có thể gây bệnh ung thư, bởi vậy theo Quyết định số 505 ngày
13.4.1992 của Bộ Y tế thì hàm lượng các chất trên không vượt quá đối với
NH
4
+
: nước mặt là 0, nước ngầm là 3mg/l (cũng có quy định chung là
0,05mg/l; đối với NO
2
-
là 0, đối với NO
3
-
là 10mg/l).
- Dưới đây ta sẽ xem các biện pháp khử các hợp chất trên trong cung
cấp nước sạch phục vụ sinh hoạt, ăn uống.
Phương pháp khử Ammonium NH
4
+
:
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 13
- Có thể khử NH
4

3
= NH
2
Cl+ H
2
O

- Cloramonic có tác dụng kéo dài thời gian tiệt trùng.
Phương pháp sinh học:
- Do quá trình hoạt động vi khuẩn Nitrosomonas oxy hóa

NH
4
+
thành
NO
2
thành

NH
3
-
và vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa NO2- thành NO3 Tổng
hợp quá trình diễn ra theo phương trình:
NH
4
+
+ 2O
2
> NO

4
+
trong bể lọc tức là tốc độ lọc.
Phương pháp khử Nitrat NO3-:
- Trong các phương pháp khử NO
2
-
đều dễ chuyển thành NO
3
-
.
Hàm lượng cho phép của NO
3
-

trong nước ăn uống theo các tiêu chuẩn Việt
Nam là 10mg/l.
Phương pháp hóa lý:
- Để khử nitrat dùng lọc thẩm thấu ngược, điện phân, trao đổi ion trong
các bể lọc ionit. Điều kiện áp dụng các phương pháp trao đổi ion:
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 14
- Nước có hàm lượng cặn <1mg/l.
- Tổng hàm lượng NO
3
-
,

-
đóng vai trò nhận electron.
- Trong thực tế có thể gọi là quá trình thiếu oxy (anocixprocess) tức
không cấp oxy từ ngoài vào. Vi khuẩn thu năng lượng để tăng trưởng từ
quá trình chuyển NO
3
-
thành khí N
2
.
- Nếu môi trường dinh dưỡng thiếu carbon thì phải thêm ví dụ metanol
CH
3
để vi khuẩn thu nhận làm nguồn tổng hợp thành tế bào.
- Quá trình khử NO
3
-
có thể mô tả bằng phản ứng sau:
NO
3
-
+ 1,183 CH
3
OH + 0,273 HCO
3
> 0,091 C
3
H
7
O

- Ngày nay con người can thiệp rất mạnh vào chu trình Nitơ bằng cách
sản xuất các loại phân đạm như ure CO(NH
2
), amoni (NH
4
)
2
SO
2
, NH
4
Cl,
NH
4
NO
3
Kết quả của việc sử dụng nhiều phân đạm là tăng năng suất
cây trồng nhưng hệ quả của nó để lại là gây ô nhiễm nước, đất, gây ô
nhiễm thức ăn cho bản thân con người qua hiện tượng tích lũy các loại
đạm vô cơ trong thực vật, động vật.
- Nguyên nhân của việc lượng Nitơ tăng quá cao (thừa Nitơ)

- Sự khởi đầu của cuộc cách mạng công nghiệp đã báo trước một sự thay
đổi nghiêm trọng làm ảnh hưởng lớn đến sự cân bằng Nitơ.
- Việc đốt cháy những nguyên liệu dưới lòng đất như than đá, dầu mỏ với
qui mô lớn đã giải phóng những lượng lớn Nitơ oxit (bao gồm cả đinitơ oxit
hay N
2
O).
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

sương mù vào những ngày nắng nóng và không có gió. Sương mù đó gây ra
các bệnh đường hô hấp, phá hoại buồng phổi, tăng nguy cơ ung thư cũng
như làm giảm sức đề kháng của con người.
- Nitơ oxit cũng hòa tan hơi nước trong không khí và tạo thành mưa
acid, bào mòn đá, các vật dụng bằng kim loại cũng như nhà cửa.
- Năm 1967 một cây cầu trên sông Ohio bị sập do mưa acid, khiến 46
người chết. Không chỉ thế, ngay đến con người, thực vật (bao gồm cả cây
trồng của chúng ta) cũng gặp nguy hiểm. Mối liên hệ giữa mưa acid, bệnh
Alzheimer và các vấn đề về não bộ đã được nhiều nhà khoa học lưu ý.
- Việc lạm dụng phân bón hoa màu cũng như các hợp chất của nitơ để
nuôi gia súc đã dẫn đến một lượng lớn nitơ chảy vào trong các ao hồ. Hậu
quả là tảo phát triển mạnh ngoài sự kiểm soát nhờ vào “dòng lũ” Nitơ này,
VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG
Trang 16
lấy hết nguồn oxy trong nước và lấp đi ánh sáng mặt trời, làm tôm cá chết
ngạt và ngăn cản quá trình quang hợp ở các thực vật sống dưới nước.
- Đáng lo ngại là lượng Nitơ ở hồ tại Na uy đã tăng lên gấp đôi trong 10
năm qua và ở Bắc Âu người ta đang thải ra lượng nitơ với tốc độ gấp 100 lần
tự nhiên. Trong tương lai những cái hồ này xem ra vô cùng u ám.
- Quay trở lại với đất, lượng nitơ trong đất tăng cũng khiến một số loài
thực vật có thể thắng thế hơn so với số còn lại. Sự “phục vụ” này có thể giúp
chúng lợi dụng số Nitơ thừa để phát triển một cách nhanh chóng, và điều
này hiển nhiên số phận của những loài khác sẽ trở nên tăm tối vì mất đi
nhiều nguồn tài nguyên.
- Các loài thực vật khác dần dần biến mất (tuyệt chủng), ảnh hưởng đến
các loài động vật, côn trùng, chim muông ăn các loài này để sống. Đây chính
là hiện tượng đã khiến cho nhiều khu rừng ở Hà Lan trở nên khan hiếm các