Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
----------------///----------------
Đào Thị Ngọc Ánh
NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI, KHẢ NĂNG PHÂN HỦY DDT
VÀ SINH LACCASE CỦA CHỦNG NẤM SỢI PHÂN LẬP TỪ ĐẤT
Ô NHIỄM HỖN HỢP THUỐC TRỪ SÂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thái Nguyên - 2009
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
----------------///----------------

chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, phòng Công nghệ Sinh học Môi trường,
đặc biệt là Ths. Nguyên Bá Hữu, KS. Đàm Thúy Hằng, KS.Nguyễn Nguyên
Quang, KS. Nguyễn Quang Huy.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Khoa sau đại học, Khoa Sinh-Kỹ
thuật nông nghiệp – Trường đại học Sư phạm – Đại Học Thái Nguyên và lãnh
đạo Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã tận
tình dạy dỗ và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành khóa học và thực hiện
luận văn này.
Bên cạnh đó, tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè
đã tạo điều kiện động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất và tinh thần để tôi có thể
hoàn thành bản luận văn này.

Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2009 Đào Thị Ngọc Ánh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

2,4-D 2,4,- dichlorophenoxyacetic acid
2,4,5-T 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid
2,3,7,8-TCDD 2,3,7,8-Tetraclorodibenzo-p-dioxin
ABTS 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid)
bp Base pair
DDE Dichlorodiphenyldichloroethylene
DDD Dichlorodiphenyldichloroethane
DDT Dichloro - Trichloroethane Diphenyl
DNA Deoxyribonucleic acid
EC Enzyme Commission
EPA U.S. Environmental Protection Agency

3 TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM DDT 11
3.1 Nguồn gốc phát sinh 11
3.2 Tình trạng ô nhiễm DDT trên thế giới 13
3.3 Tình trạng ô nhiễm DDT ở Việt Nam 14
4 CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM DDT 16
4.1 Các phƣơng pháp cơ, hóa lý 16
4.1.1 Phương pháp chôn lấp, cô lập 16
4.1.2 Phương pháp đốt có xúc tác 17
4.1.3 Phương pháp phân hủy bằng kiềm nóng 17
4.2 Phƣơng pháp phân hủy sinh học 18
5 PHÂN HỦY SINH HỌC DDT 20
5.1 Khả năng phân hủy DDT bởi vi sinh vật 20
5.1.1 Loại clo bởi quá trình khử 21
5.1.2 Khoáng hoá DDT bởi nấm thủy phân lignin 22
5.1.3 Phân hủy DDT bởi vi khuẩn trong điều kiện hiếu khí 23
5.2 Các điều kiện môi trƣờng ảnh hƣởng đến phân hủy sinh học DDT và
các dẫn xuất của DDT 26
6 LACCASE 27
6.1 Định nghĩa 27
6.2 Cấu trúc phân tử của laccase 28
6.3 Cơ chế xúc tác của laccase 30
6.4 Tính chất hóa sinh của laccase 32
6.5 Sự phân bố và một số vi sinh vật sinh laccase 33
6.6 Gene mã hóa laccase 34
6.7 Ứng dụng của laccase 36
6.8 Lignin peroxidase và Mangan peroxidase 37
6.8.1 Lignin peroxidase 37
6.8.2. Mangan peroxidase 38
7 PHÂN LOẠI VI SINH VẬT 39
7.1 Phân loại theo phƣơng pháp truyền thống 39

2.7.4 Tách chiết DNA plasmid 53
2.7.5 Kiểm tra plasmit mang sản phẩm PCR mong muốn 54
2.7.6 Điện di kiểm tra DNA tổng số 55
2.6.8 Xây dựng cây phát sinh chủng loại 55
2.6.7 Xác định trình tự đoạn gene mã hóa 16S rRNA 55
PHẦN 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56
1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI KHUẨN LẠC VÀ CUỐNG SINH
BÀO TỬ CỦA CÁC CHỦNG FNA1, FNA2, FNA3 56
2 SÀNG LỌC KHẢ NĂNG SINH TỔNG HỢP Lac, LiP, MnP 57
3 KHẢ NĂNG PHÂN HỦY DDT CỦA CHỦNG FNA1 59
4 CÁC ĐIỀU KIỆN MÔI TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG
SINH TRƢỞNG VÀ SINH TỔNG HỢP LACCASE CỦA CHỦNG FNA1 64
4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH môi trường nuôi cấy, nồng độ NaCl 64
4.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 64
4.1.2 Ảnh hưởng của pH môi trường nuôi cấy 65
4.1.3 Ảnh hưởng của nồng độ NaCl 67
4.2 Ảnh hưởng của nồng độ DDT và nồng độ glucose 68
4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ DDT 68
4.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ glucose 69
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3
4.3 Ảnh hưởng của các chất cảm ứng 71
4.3.1 Guaiacol, veratyl alcohol, CuSO
4
71
4.3.2 Các chất ô nhiễm khác 72
4.4 Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt 74
4.5 Ảnh hưởng của nguồn carbon, nitơ và môi trường thay thế 76

Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4
MỞ ĐẦU

DDT (Dichloro - Trichloroethane Diphenyl) là một trong những thuốc
trừ sâu tổng hợp đƣợc biết đến nhiều nhất. DDT đƣợc tổng hợp đầu tiên vào
năm 1874, nhƣng thuộc tính thuốc trừ sâu của DDT thì cho đến 1939 mới
đƣợc khám phá. Vào những năm đầu của Chiến tranh Thế giới thứ II, DDT
đƣợc sử dụng với lƣợng lớn để kiểm soát muỗi truyền bệnh sốt rét, bệnh sốt
phát ban, và các bệnh do côn trùng khác trong cả quân đội lẫn dân cƣ. DDT
trở thành loại thuốc trừ sâu phổ biến sử dụng trong nông nghiệp. Chúng có
mặt ở khắp mọi nơi, trong không khí, đất, nƣớc do một lƣợng lớn đã đƣợc giải
phóng ra khi phun trên các cánh đồng và rừng để diệt muỗi và côn trùng.
Ngày nay DDT đã bị cấm sử dụng do tính độc của nó nhƣ có khả năng
gây ung thƣ tiềm tàng, gây đột biến và gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng.
Để bảo vệ môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời, cần phải xử lý khử độc DDT
trong môi trƣờng đất cũng nhƣ trong các môi trƣờng khác. DDT ở trong đất
có thể giảm đi do sự bay hơi, sự xói mòn đất, sự hấp thu của động vật, thực
vật và sự phân hủy sinh học của các vi sinh vật có sẵn trong đất nhƣng với
thời gian tƣơng đối lâu.
Trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam, đã có một số phƣơng pháp khử độc
khác nhau đƣợc nghiên cứu và áp dụng. Trong đó phƣơng pháp xử lý sinh học
nhờ các vi sinh vật và hệ enzyme do chúng tiết ra là một hƣớng đi mới có
nhiều triển vọng. Hệ enzyme sử dụng trong xử lý sinh học chủ yếu là các
enzyme ngoại bào, chúng có khả năng phá vỡ các liên kết trong các hợp chất
hữu cơ hoặc xúc tác chuyển hóa chúng thành các chất ít độc hơn và các dạng
dễ bị phân hủy hơn. Nhóm enzyme có vai trò lớn trong quá trình phân hủy
DDT cũng nhƣ các chất thuộc POPs khác gồm có laccase (Lac), mangan


6
PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA DDT
1.1 Cấu trúc của DDT
DDT là một trong các thuốc diệt côn trùng, chúng là một nhóm các hợp
chất hữu cơ có hai vòng thơm và có chứa Clo, bao gồm 14 hợp chất hữu cơ,
trong đó: 71% là p,p
,
- DDT, 14.9% là o,p
,
- DDT, 0.3%p,p
,
- DDD, 0.1% là
o,p
,
-DDD, 4% là p,p
,
- DDE, 0.1% là o,p
,
-DDE, sản phẩm khác là 3.5% (Hình
1.1).
p-p DDT p-p DDE p-p DDD

phân đƣợc trình bày ở phụ lục 1 [59].

2 ẢNH HƢỚNG ĐẾN MÔI TRƢỜNG VÀ SỨC KHỎE CON NGƢỜI
CỦA DDT
2.1 Ảnh hƣởng đến môi trƣờng
DDT [ 1,1,1-trichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane] đã đƣợc tổng
hợp vào năm 1874, nhƣng mãi đến 1930, Bác sĩ Paul Muller (Thụy Sĩ ) mới
xác nhận DDT là một hóa chất hữu hiệu trong việc trừ sâu rầy và từ đó đƣợc
xem nhƣ là một thần dƣợc và không biết có ảnh hƣởng nguy hại đến con
ngƣời. Khám phá trên mang lại cho ông giải Nobel về y khoa năm 1948 và
DDT đã đƣợc sử dụng rộng rãi khắp thế giới cho việc khử trùng và kiểm soát
mầm mống gây bệnh sốt rét. Nhƣng chỉ hai thập niên sau đó, một số chuyên
gia thế giới đã khám phá ra tác hại của DDT trên môi trƣờng và sức khỏe
ngƣời dân. Do đó, tại Hoa Kỳ từ năm 1972 DDT đã bị cấm sử dụng hẳn. DDT
bị nhiễm vào môi trƣờng không khí, nƣớc, đất trong suốt quá trình sử dụng,
DDT có mặt ở nhiều vị trí ô nhiễm khác nhau, sau đó có thể tiếp tục bị lan
truyền và gây ô nhiễm môi trƣờng. Đặc biệt trong đất, nó giữ nƣớc thành các
phần tử rắn và trở thành dạng bền vững (EPA 1986) và đƣợc EPA Hoa Kỳ
xếp vào danh sách các loại hóa chất phải kiểm soát vì có nguy cơ tạo ra ung
thƣ cho ngƣời và động vật [59]. DDT, DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(p-
chlrophenyl)ethylene), DDD (1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlrophenyl)ethylene)
cũng có thể đƣợc thải vào không khí khi chúng bay hơi từ đất và nƣớc nhiễm
độc. Một lƣợng lớn DDT đã đƣợc thải vào môi trƣờng nhƣ đi vào không khí,
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

8
đất và nƣớc thông qua quá trình tƣới, phun trên các diện tích sản xuất nông
nghiệp và rừng để diệt côn trùng và muỗi [59].DDT và các đồng phân bị
ngấm vào mạch nƣớc ngầm khi nó đƣợc sử dụng để diệt côn trùng ở gần các

sự tích luỹ lâu dài trong không khí, lòng đất và nguồn nƣớc, kết tụ vào các mô
động vật- nguồn thực phẩm chính của loài ngƣời [7]. DDT tích trữ một lƣợng
lớn ở trong cá và các động vật biển (ví dụ: hải cẩu, cá heo). Tính độc của
DDT đã đƣợc biết đến thông qua các nghiên cứu rất kỹ lƣỡng ở trên các vi
sinh vật, động vật không xƣơng sống ở dƣới nƣớc, cá, lƣỡng cƣ, động vật
không xƣơng sống ở trên cạn và các loài động vật có vú khác (chuột hang, thỏ
v.v.). Trong các động vật này, DDT đƣợc tìm thấy một lƣợng lớn trong các
mô mỡ và sẽ tiếp tục di chuyển đến những cơ quan khác. Ngƣỡng độc của
DDT và các đồng phân của nó đã xác định thông qua chỉ số LC
50
(LC
50
là
liều gây chết 50% mẫu sinh vật thí nghiệm) ở một số loài động vật thí nghiêm
là: LD
50
ở lợn khoảng 1.000mg DDT/kg [12], LD
50
ở thỏ là 300mg DDT/kg
và 4.000-5.000 mg DDD/kg [12]. DDT ở trong đất cũng có thể đƣợc hấp thụ
bởi một số thực vật hoặc trong cơ thể con ngƣời khi ăn các thực vật đó [57].

2.2 Ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời
Những nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra đƣợc tác hại của DDT và các
hợp chất có liên quan tới một số loài và việc sử dụng nó đã bị cấm hoặc giảm
trên nhiều nƣớc do những hậu quả độc hại của nó. Nhƣng các số liệu về ảnh
hƣởng trên con ngƣời vẫn chƣa đƣợc biết đến nhiều. Các nghiên cứu về sự
ảnh hƣởng trên ngƣời đƣợc nghiên cứu trên các công nhân làm việc trong các
nhà máy có sản xuất DDT. Các nghiên cứu khác cũng cho những kết quả có
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

11
gây ung thƣ tủy và dẫn đến tử vong vào năm 1953- 1988 [59]. Bên cạnh đó nó
cũng gây nên một số bệnh ung thƣ khác nhƣng vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu kỹ
nhƣ: ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ tinh hoàn, ung thƣ máu, ung thƣ dạ con
v.v.
Trẻ con bú sữa mẹ hay sữa tƣơi bị nhiễm độc DDT trực tiếp qua sự
hiện diện của DDT trong sữa tƣơi hay gián tiếp vì thức ăn của ngƣời mẹ. Tệ
hại hơn nữa, nhiều bà mẹ đã bị sảy thai trong vùng ảnh hƣởng của DDT. Ở
nƣớc ta, đã có một số công trình nghiên cứu và rút ra nhận xét là tất cả các bà
mẹ dù có tiếp xúc hay không tiếp xúc trực tiếp với DDT đều có lƣợng DDT
trong sữa mẹ rất cao. Vì DDT xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đƣờng tiêu
hóa, cao hơn rất nhiều lần so với liều lƣợng cho phép của OMS (0.05ppm),
của Liên Xô (0.14ppm) và của Hungari (0.13ppm) [53].

3 TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM DDT
3.1 Nguồn gốc phát sinh
DDT (1,1,1-trichloro-2,2-bis (p-chlorophenyl) ethane) đã đƣợc tổng
hợp lần đầu tiên vào năm 1873 bởi nhà khoa học ngƣời Đức Othmar Ziedler.
Tuy nhiên, phải đến 1939 nhà hoá học Thuỵ Sỹ- Paul Hermann Muller mới
khám phá các đặc tính để diệt trừ côn trùng của DDT, chúng có thể phá huỷ
nhanh chóng hệ thần kinh của côn trùng. Năm 1948, Paul Muller đã đƣợc trao
giải thƣởng Nobel về sinh - y học về khám phá này. DDT có hiệu quả chống
lại rận, bọ chét, và muỗi mang các mầm bệnh sốt phát ban, dịch hạch, sốt rét,
và sốt vàng .v.v. DDT đã đƣợc dùng rất rộng rãi hơn 20 năm và đƣợc xem là
nhân tố chính trong việc gia tăng sản lƣợng lƣơng thực thế giới và ngăn chặn
bệnh tật từ côn trùng.
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Do tác hại của DDT trên môi trƣờng và sức khỏe ngƣời dân tại Hoa Kỳ
từ năm 1972 DDT đã bị cấm sử dụng hẳn. Tuy nhiên, đến nay hóa chất này
vẫn còn gây tác hại ở những vùng nông nghiệp đã sử dụng và những vùng
quanh nơi sản xuất ra DDT trƣớc đây. Hiện tại DDT vẫn còn ngƣng tụ nơi
thềm lục địa vùng Palos Verdas (ngoài khơi vùng biển Los Angeles) vì nhà
máy sản xuất ra DDT Montrose Chemical.co tại Torrance đã thải DDT vào hệ
thống cống rãnh thành phố vào năm 1971. Việc xử lý ô nhiễm DDT cho vùng
này ƣớc tính vào khoảng 300 triệu USD [7].
Cho đến nay ở Mỹ do lợi ích về kinh tế nên vẫn sản xuất DDT để xuất
cảng qua Phi châu và các nƣớc Á châu trong đó có Việt Nam. DDT là một
loại thuốc sát trùng công hiệu mạnh, đặc biệt quan trọng trong việc kiểm soát
bệnh sốt rét nên vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi ở các nƣớc đang phát triển bất
chấp nguy cơ gây hại tiềm tàng và lâu dài của nó.
Sự tích tụ nhiều nhất của DDT và các hợp chất có liên quan ở biển phía
Tây của Trung Quốc. ở các bờ biển khác, lƣợng tích tụ của DDT cũng rất lớn
nhƣ: vịnh Bengal, biển Arabian, biển bắc Trung Quốc v.v.Từ năm 1980-1983,
có rất nhiều phân tích về sự tích tụ DDT ở trong các trầm tích biển ở EPA
[54]. Hàm lƣợng trung bình của DDT, DDE, DDD là: 0.1, 0.1, 0.2 g/kg
(trọng lƣợng khô). Hàm lƣợng DDT và các sản phẩm chuyển hóa của các mẫu
trầm tích đƣợc phân tích ở đáy sông ở vịnh River tại Washington: 0.1-234
g/kg. Sự tích trữ của DDT, DDE, DDD và tổng lƣợng DDT ở đáy trầm tích
từ sông San Joaquen và các nhánh sông của nó ở California-1992 lần lƣợt
là:1.4 - 115, 0.7 - 14, 0.4 - 39, 2.2 - 170 (ng/l) [45]. Trong đó Orestinba Creat
có hàm lƣợng DDT cao hơn hẳn so với các vị trí khác. Ở Canada, tổng lƣợng
DDT lắng đọng trên bề mặt trầm tích ở 8 hồ khác dọc ngang lục địa vào
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

14
khoảng 9.7g/kg. Iwata et al (1993) đã thu thập và phân tích 68 ví dụ về hàm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

15
Tại một kho dã chiến chứa DDT những năm 1967 – 1968 ở Hà Tĩnh
vẫn còn một lƣợng tồn dƣ lớn hóa chất này. Khối lƣợng thuốc DDT ở kho này
ƣớc tính khoảng 4- 5 tấn. Hiện nay số thuốc DDT đã nằm phơi lộ trên mặt
đất, một phần thuốc có thể bị phân hủy song phần lớn vẫn còn đó, chúng có
thể khuếch tán vào không khí gây ô nhiễm môi trƣờng và phân rã ngấm vào
đất và các mạch nƣớc ngầm gây ô nhiễm đất và nƣớc trong khu vực. Nghệ An
là một trong những tỉnh còn tồn lƣu một lƣợng tƣơng đối lớn hóa chất bảo vệ
thực vật, hiện tại tỉnh có 25 điểm tồn lƣu hóa chất chất bảo vệ thực, trong đó
mới có 5 điểm đƣợc xử lý. Phần lớn những điểm tồn lƣu hóa chất chất bảo vệ
thực đều nằm gần, hoặc nguy hiểm hơn là nằm lọt trong khu dân cƣ. Một kết
quả điều tra khác ở tỉnh Nghệ An cho thấy, DDT vẫn còn trong một nhà kho
từ năm 1965 đến năm 1985. Nồng độ của DDT thay đổi từ 3.38 đến 960.6
mg/kg trong các mẫu đất và từ 0.00012 đến 0.00168 mg/l trong các mẫu
nƣớc. Trong nhiều năm liên tiếp, mùi thuốc DDT nồng nặc bay xa đến 600
mét. Đã có 25 ngƣời chết vì ung thƣ, và 22 trƣờng hợp dị thai đƣợc ghi nhận
[8].
Do sự nguy hiểm của các chất POP nói chung và hóa chất bảo vệ thực
vật nói riêng đối với sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng, các nƣớc trên thế
giới cũng nhƣ Việt Nam đã và đang tích cực tiến tới loại trừ và cấm sử dụng
hoàn toàn các chất POP. Cụ thể là Công ƣớc Stockholm về các chất hữu cơ ô
nhiễm khó phân hủy ra đời và 172 quốc gia đã tham gia ký kết, trong đó có
Việt Nam. Ở nƣớc ta công ƣớc Stockholm chính thức có hiệu lực kể từ ngày
14/5/2004. Tham gia công ƣớc này, Việt Nam sẽ xây dựng và hoàn thiện hệ
thống pháp luật để quản lý an toàn hóa chất, giảm thiểu và tiến tới loại bỏ các
chất ô nhiễm hữu cơ khó phân huỷ. Đồng thời, phòng ngừa, kiểm soát và xử
lý an toàn đối với các chất này, tiến tới kiểm soát, xử lý và tiêu hủy hoàn toàn
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học


17
4.1.1 Phương pháp chôn lấp, cô lập
Với cấu trúc vòng thơm, DDT rất khó phân hủy trong tự nhiên nên biện
pháp chôn lấp chất thải nguy hại đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế
giới. Một số nƣớc sử dụng biện pháp chôn lấp cô lập và xi măng hóa chất thải
có độc tính cao ở dạng lỏng hoặc rắn. Phƣơng pháp này đòi hỏi phải chuẩn bị
hố chôn lấp đảm bảo kỹ thuật, không bị rò rỉ, bền vững trong thời gian dài,
địa điểm chôn lấp phải xa khu dân cƣ, không gần mạch nƣớc ngầm.
4.1.2 Phương pháp đốt có xúc tác
Đây là phƣơng pháp vô cơ hoá chuyển clo hữu cơ thành CO
2
, H
2
O và
Cl
-
. Clo hữu cơ nếu tiếp xúc với kim loại đồng nung đỏ đều bị đồng lấy mất
clo (tạo thành CuCl
2
) và chúng bị phân huỷ tiếp theo thành CO
2
và nƣớc cùng
với các dẫn xuất khác không độc, hoặc ít độc hơn (Hình 1.3).

DDT CO
2
+ H
2
O + CuCl

Ngày nay do có những hiểu biết sâu sắc về tác hại của DDT nên các
nhà khoa học và công nghệ Việt Nam đang nghiên cứu tìm ra các giải pháp để
có thể làm giảm lƣợng DDT còn sót lại trong đó biện pháp xử lý sinh học
đang đƣợc quan tâm nhiều bởi tính ƣu việt của nó là không tạo ra ô nhiễm thứ
cấp cho môi trƣờng. Phân hủy sinh học đã đƣợc các nhà khoa học trên thế
giới nghiên cứu và áp dụng trong những năm gần đây và cũng đạt đƣợc khá
nhiều thành tựu [63].
Quá trình làm sạch sinh học có thể thực hiện ở quy mô lớn nhỏ khác
nhau, có thể sử dụng thực vật hay vi sinh vật và ở điều kiện hiếu khí hoặc kị
khí. Việc tẩy độc bằng phân hủy sinh học có thể đƣợc tiến hành riêng rẽ hoặc
kết hợp với các phƣơng pháp khác, sau vài tháng hoặc vài năm các chất ô
nhiễm có thể đƣợc hoàn toàn loại bỏ.
Phân hủy sinh học (Bioremediation) thƣờng bao gồm các phƣơng pháp
sau: Kích thích sinh học (augmentation) và làm giàu sinh học (stimulation).
+ Kích thích sinh học (Biostimulation): là quá trình thúc đẩy sự phát
triển và hoạt động trao đổi chất của tập đoàn vi sinh vật bản địa có khả năng
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

19
sử dụng các chất độc hại thông qua việc thay đổi các yếu tố môi trƣờng nhƣ:
pH, độ ẩm, nồng độ O
2
, chất dinh dƣỡng .v.v.
+ Làm giàu sinh học (Bioaugmentation): sử dụng tập đoàn các vi sinh
vật bản địa đã đƣợc làm giàu hoặc vi sinh vật sử dụng các chất độc hại từ nơi
khác, thậm chí vi sinh vật đã đƣợc cải biến về mặt di truyền đƣa vào các địa
điểm ô nhiễm.
+ Sử dụng thực vật (phytoremediation): sử dụng thực vật, hệ enzyme
của thực vật và các quá trình phức tạp khác nhằm hấp thu hoặc chuyển hóa

hủy lignocellucose, laccase đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghệ tẩy độc
các hợp chất phenol, các dẫn xuất clo biphenyl, các loại thuốc nhuộm và các
loại nƣớc thải v.v.

5 PHÂN HỦY SINH HỌC DDT
5.1 Khả năng phân hủy DDT bởi vi sinh vật
Các nhà khoa học cũng đã phân lập và nghiên cứu nhiều chủng vi sinh
vật có khả năng phân hủy DDT và các sản phẩm chuyển hóa của nó. Các
nghiên cứu đã chỉ ra rằng số lƣợng các vi sinh vật có khả năng phân hủy DDT
tại các vùng ô nhiễm nhiều hơn so với các vùng không ô nhiễm. Các loài vi
sinh vật trong vùng ô nhiễm có xu hƣớng thích nghi, sau đó thay đổi cấu trúc
về di truyền để hƣớng đến việc phân hủy DDT. Các vi sinh vật tiềm năng
tham gia vào quá trình phân huỷ sinh học DDT chủ yếu là vi khuẩn, vi nấm.
Các vi sinh vật này chuyển hoá DDT thông qua quá trình khử loại clo, vi nấm
thủy phân và vi khuẩn phân huỷ chlorobiphenyl thực hiện cắt vòng DDT
trong điều kiện hiếu khí. Ngoài ra vi sinh vật phân huỷ DDT có thể đƣợc thiết
kế chuyển gene dựa trên các kỹ thuật di truyền phân tử và đƣa vào vùng đất
nhiễm. Hiện nay, có tới hơn 300 loài vi sinh vật có khả năng phân hủy DDT
Đào Thị Ngọc Ánh Luận văn Thạc sĩ Sinh học
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

21
đã đƣợc nghiên cứu, danh sách dƣới đây đƣa ra một vài đại diện của vi khuẩn,
một số loài nấm và xạ khuẩn ( Phụ lục 2) [20, 29, 48].
Cơ chế của quá trình phân hủy sinh học DDT và đồng phân của nó có
thể là nhờ quá trình cắt vòng hoặc loại khử clo. Các vi sinh vật có khả năng
chuyển hóa DDT và các đồng phân của nó (o,p
,
-DDT, p,p
,