Download miễn phí Đề tài Đánh giá khả năng tạo CHHBMSH do các chủng vi khuẩn phân lập từ mùn khoan dầu khí Vũng Tàu và ảnh hưởng của chúng lên khả năng phân huỷ dầu
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1. Tình hình sử dụng dung dịch khoan và vấn đề xử lí mùn khoan dầu khí hiện nay 3
1.1. Tình hình sử dụng dung dịch khoan 3
1.2. Vấn đề xử lí mùn khoan dầu khí hiện nay 4
1.2.1. Mùn khoan 4
1.2.2. Tác hại của mùn khoan nhiễm dầu 5
1.2.3. Tình hình xử lí mùn khoan nhiễm dầu 5
2. Phương pháp sinh học trong xử lí ô nhiễm dầu 6
2.1. Vai trò của vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm dầu 6
2.1.1. Hệ vi sinh vật trong mùn khoan dầu khí 6
2.1.2. Cơ chế phân huỷ các hydrocacbon 7
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phân huỷ dầu của vi sinh vật 10
2.3. Các cách xử lí sinh học 11
3. Vai trò của chất hoạt hoá bề mặt sinh học (Bio-surfactant hay Microbial surface active agent) 13
3.1. Bản chất của chất hoạt hoá bề mặt sinh học 13
3.2. Các loại CHHBMSH 14
3.3. Khái quát quá trình tạo CHHBMSH của vi sinh vật 17
3.4. Các vi sinh vật có khả năng tạo CHHBMSH 18
3.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng sản xuất CHHBMSH 21
3.6. Một số ứng dụng của CHHBMSH 24
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
1. Vật liệu 29
1.1. Nguyên liệu 29
1.2. Hoá chất và môi trường nuôi cấy 29
1.3. Thiết bị và máy móc 30
2. Phương pháp nghiên cứu 30
2.1. Giữ giống và nhân giống 30
2.2. Tuyển chọn các chủng có khả năng sử dụng dầu mạnh 30
2.3. Quan sát hình thái 30
2.4. Xác định các đặc điểm sinh hoá bằng các phép thử hoá sinh: nhằm mục đích xác định khả năng sử dụng một số các cơ chất của chủng nghiên cứu. 31
2.5. Xác định số lượng tế bào trên môi trường thạch (phương pháp Koch) 31
2.6. Đánh giá khả năng sinh CHHBM theo phương pháp Pruthi 31
2.7. Tối ưu hoá một số các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo CHHBM theo phương pháp Gause- Zenden 32
2.8. Phân tích sản phẩm bằng phổ hồng ngoại 33
2.9. Xác định trọng lượng khô của CHHBM 33
2.10. Xác định độ bền hoạt tính của CHHBM 33
2.11. Đánh giá ảnh hưởng của CHHBMSH lên mùn khoan 33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
1. Một số chủng vi khuẩn sinh CHHBMSH 35
1.1. Tuyển chọn chủng có khả năng sử dụng dầu mạnh 35
1.2. Đặc điểm hình thái của một số chủng phân huỷ dầu 35
1.3. Khả năng sinh CHHBMSH của các chủng vi khuẩn phân huỷ dầu 36
2. Một số các đặc điểm sinh lí sinh hoá của chủng M150 37
2.1. Một số đặc điểm sinh hóa 37
2.2. Động thái sinh tổng hợp CHHBM của chủng M150 38
3. Tối ưu hoá điều kiện tạo CHHBM 39
3.1. Khảo sát sự thay đổi của pH môi trường 39
3.2. Khảo sát sự thay đổi nồng độ muối NaCl môi trường 40
3.3. Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ môi trường 42
3.4. Khảo sát sự thay đổi nguồn cacbon 43
4. Một số đặc điểm của CHHBMSH tạo ra từ chủng M150 45
4.1. Cấu trúc CHHBMSH 45
4.2. Hàm lượng CHHBMSH 47
4.3. Độ bền của CHHBM 47
5. ảnh hưởng của CHHBMSH đến khả năng phân huỷ dầu của quần thể vi sinh vật trong mùn khoan 47
KẾT LUẬN 49
http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-de_tai_danh_gia_kha_nang_tao_chhbmsh_do_cac_chung.EGfFY9GBkP.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-52412/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
bằng dầu và nước (hydrophilic-lipophilic balance) phụ thuộc vào chiều dài của mạch cacbon. [36]
Chúng do một số vi khuẩn và một số nấm men sản xuất.
3.2.3. Phospholipid
Do một số vi khuẩn và nấm men sản xuất, nó là thành phần chính của màng vi sinh, khi vi sinh vật được nuôi trên các cơ chất là ankan thì hàm lượng phospholipid tăng mạnh. Chủng Acinetobater sp., Thiobacillus thioxydans, Athrobacter AK-19, Pseudomonas, Aeruginosa 44T1, Aspergillus spp. có khả năng sản xuất phospholipid.
3.2.4. Các lipid trung tính
3.2.5. Các lipopetid và các lipoprotein
Các chất vừa có đặc tính kháng sinh vừa có hoạt tính bề mặt như gramicidin S do Bacillus brevis, polimicin do Brevibacterium polymixa tổnghợp.[28]
Các lipid chứa ornithine do Peudomonas rubescen, Thiobacillus thioxydans, các lipid chứa lysin do Agrobacterium tumefaciens IFO tạo ra.
Loài Seratia marcescens sản xuất ra một loại aminolipid có hoạt tính bề mặt.
Chủng Bacllus subtilis ATCC21332 đã xác định có khả năng tạo ra một loại lipopeptid có hoạt tính cao.
3.2.6. Polymer
Hầu hết các CHHBMSH thuộc nhóm polymer là hỗn hợp của polysacarit với protein, chúng là những chất có hoạt tính bề mặt có khối lượng rất lớn và cấu trúc phức tạp. Các chất tốt nhất là emulsan, liposan, manoprotein và một số phức hợp của polysacarit-protein khác.
Emulsan do Acinetobacter calcoaceticus RAG-1 tạo ra, đơn phân của nó chứa một trisacarit liên kết với hai axit béo, nó có khả năng nhũ hoá cao các hydrocacbon trong nước thậm chí với nồng độ rất thấp [10].
Liposan tạo ra từ Candida lipolytica, là một chất nhũ hoá ngoại bào, hoà tan trong nước, trong cấu trúc của nó chứa 17% protein và 73% hydrocacbon, các hydrocacbon trong liposan gồm có glucose, galactose, galactosamin, axit galactorunic [12].
Manoprotein do Sacharomyces cerevisiae tạo ra chứa 44% manose và 17% protein.
Candida tropicalis đã sản xuất ra một loại phức hợp manan-axit béo trên môi trường chứa ankan [25].
P. aeruginosa P-20 tạo ra một peptidoglycolipid chứa 52 axit amin, 11 axit béo, 1 đường [16].
Cyanobacterium phormidium J-1 tạo các chất CHHBM là biofloculan và emulcyan [16].
3.2.7. Các CHHBMSH đặc biệt
Một số loài tạo ra các túi ngoại bào có tác dụng cắt hydrocacbon thành từng phần nhỏ, đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển các hydrocacbon vào trong tế bào. Các túi do chủng Acinetobacter HO1-N có đường kính 20-50 nm chứa protein, phospholipid và lipopolysaccharid, chứa 5 phần phopholipid, khoảng 350 phần polysaccharid [26].
Hầu hết các vi khuẩn phân huỷ hydrocacbon và gây độc có chứa các CHHBMSH là các thành trên bề mặt tế bào, chúng bao gồm các cấu trúc như là M protein.
3.3. Khái quát quá trình tạo CHHBMSH của vi sinh vật
Để có thể biết rõ được cơ chế rõ ràng quá trình tạo chất hoạt động bề mặt sinh học ta phải theo dõi được sản phẩm của từng giai đoạn trao đổi chất của vi sinh vật. Nhưng trong phạm vi của bản khoá luận này chỉ xin được mô tả một cách sơ lược về quá trình tạo ra chất hoạt động bề mặt sinh học của vi sinh vật.
Nhìn chung, mỗi một loài vi sinh vật có khả năng tạo chất hoạt động bề mặt sinh học lại có một cơ chế chuyển hoá riêng. Bởi vậy nếu nói một cách cụ thể thì phạm vi sẽ là quá rộng. Ta sẽ xét cơ chế của quá trình tạo chất hoạt động bề mặt sinh học của vi khuẩn hiếu khí.
Với loại vi khuẩn hiếu khí, con đường chung là trình tự oxy hoá các hydrocacbon thành rượu, sau đó đến andehit, các axit béo, rồi đến axetyl-CoA hay axit pyruvic. Từ đây tiếp tục con đường chuyển hoá trong chuỗi hô hấp của vi sinh vật (chu trình TCA), tạo ra các axit sản phẩm có nhóm chức ưa nước (nhóm OH hay C=O). Các sản phẩm của chu trình TCA sau đó kết hợp với các thành phần của dầu thô tạo lên sản phẩm là các axit amin hay các lipid chung tính gồm có một đầu ưa nước (OH hay C=O) và một đầu ưa dầu (-CH2). Chính các cấu tử này là các chất hoạt động bề mặt sinh học.
3.4. Cỏc vi sinh vật cú khả năng tạo CHHBMSH
Trong tự nhiờn cú rất nhiều cỏc vi sinh vật cú khả năng tạo CHHBMSH. Sự tạo thành CHHBMSH và chức năng của cỏc chất này thường cú liờn quan tới sự phõn huỷ cỏc hydrocacbon. Vỡ vậy, cỏc chất này chủ yếu là do cỏc vi sinh vật cú khả năng sử dụng hydrocacbon sinh ra. Tuy nhiờn, một số vi sinh vật khỏc lại sử dụng cỏc nguồn cơ chất là cỏc hợp chất hữu cơ tan trong nước (glucoz, glycerol, etanol…) cũng cú khả năng sinh ra CHHBMSH. Một số vi sinh vật dường như tạo ra chất này nhằm thớch nghi với cỏc điều kiện mụi trường sống đặc biệt của chỳng, chẳng hạn như: trong cỏc bể chứa dầu, trong đất, trong đại dương…
Người ta đó phõn lập được chủng Pseudomonas aeruginosa trong nước bơm ộp vào giếng khoan dầu thụ ở Venuezuela [19]. Chủng này cú khả năng thớch nghi với cỏc điều kiện khắc nghiệt trong bể chứa dầu và hơn nữa, cỏc CHHBMSH (rhamnolipit) do chủng này sinh ra lại khụng bị cỏc điều kiện đặc biệt trong giếng khoan (pH, nhiệt độ, độ mặn, Ca2+ và Mg2+) làm mất hoạt tớnh. Chủng Bacillus SP018 cú khả năng tạo CHHBMSH ngay trong điều kiện kị khớ ở 500C và chịu được nồng độ NaCl đến 10%. Chủng Bacillus AB-2 và Y12-B được phõn lập từ cỏt nhiễm dầu cú khả năng sinh trưởng trong mụi trường cú chứa hydrocacbon ở nhiệt độ 500C.
Từ cỏc mẫu đất nhiễm dầu đó phõn lập được một số chủng vi sinh vật khỏc như Rhodococcus, Bacillus pumilus [27], Arthrobacter sp. MIS 38 [33]. Từ cỏc vựng ụ nhiễm nhiờn liệu đó phõn lập được cỏc chủng như Ochrobacchum anthropii, hay từ cỏc vựng biển bị tràn dầu phõn lập được Pseudomonas aeruginosa. Cỏc chủng này khụng những cú khả năng phõn huỷ dầu mà cũn cú khả năng tạo CHHBMSH cao.
Jeneman và cộng sự đó phõn lập được chủng Bacillus licheniformis JF-2 trong một giếng khoan dầu ở vựng Carter, Oklahoma. Chủng này cú khả năng phỏt triển trong mụi trường kị khớ và làm giảm sức căng bề mặt của mụi trường cũn 30mN/m. Chủng này cũng cú thể sinh trưởng trong mụi trường cú nồng độ NaCl lờn tới 10%, nhiệt độ nuụi cấy là 500C và pH dao động trong khoảng từ 4,6 đến 9,0. Hơn thế nữa, chỳng khụng bị ức chế bởi sự cú mặt của dầu thụ. Vỡ vậy, chủng này cú tiềm năng để sử dụng trong phương phỏp tăng cường thu hồi dầu nhờ vi sinh vật.
Người ta ước tớnh, trong cỏc giếng dầu ở Mỹ, khoảng 50-70% cỏc vi sinh vật cú thể sinh trưởng được ở pH từ 4-8, nhiệt độ dưới 750C, nồng độ NaCl khoảng 10% và cú thể sinh trưởng được cả trong điều kiện kị khớ hay vi hiếu khớ [19].
CHHBMSH do vi sinh vật sinh ra cú thể là chất ngoại bào hay chớnh bản thõn tế bào, trong một số trường hợp cỏc chất này cú tớnh khỏng sinh, do đú chỳng cú thể phõn huỷ màng tế bào của một số vi sinh vật cạnh tranh nguồn cacbon với chỳng. Cooper phỏt hiện chủng Clostridium pasteurianum sinh một loại mỡ chung tớnh ngoại bào, chất này cú thể làm giảm sức căng bề mặt của mụi trường từ 72mN/m xuống cũn 55mN/m. Yakimov và cộng sự [38] đó phõn lập được chủng Bacillus licheniformis BAS50, chủng này cú thể sinh trưởng kị khớ trờn mụi trường cú bổ sung đường glucoz và 0.1% NaCl và sinh CHHBMSH cú tờn là lichenysin. Kinsinger và cộng sự [21] đó phỏt hiện một chủng Bacillus subtilis cú khả năng sinh CHHBMSH ngoại bào cú bản chất là surfactin, chất này cú khả năng khỏng vi nấm.
Cỏc loài vi sinh vật khỏc nhau cú th
