Tên luận án:
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG CÁI BỞI VI SINH VẬT
Ngành:
Kỹ thuật môi trường
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này tập trung vào quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước sông Cái bởi các vi sinh vật hiếu khí, nhằm nâng cao độ chính xác và tin cậy trong đánh giá khả năng tự làm sạch của sông. Đề tài đã xác định tốc độ phân hủy chất hữu cơ và đánh giá sự đa dạng của cộng đồng vi khuẩn hiếu khí, đồng thời xác định các loài vi khuẩn chủ đạo tham gia vào quá trình này. Đặc biệt, nghiên cứu đã xem xét ảnh hưởng của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH, độ mặn và ôxy hòa tan (DO).
Kết quả cho thấy hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ ở 20°C của nước sông Cái là K1 = 0,125 ± 0,008 ngày⁻¹ (hoặc k1 = 0,054 ± 0,003 ngày⁻¹). Khả năng tự làm sạch của sông đạt cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất vào mùa khô, tương ứng với lưu lượng dòng chảy. Các mối quan hệ định lượng giữa tốc độ phân hủy và các yếu tố ảnh hưởng đã được thiết lập. Cụ thể, tốc độ phân hủy giảm khi độ mặn tăng (K1 = -0,0207S + 0,1482, R² = 0,9024), trong khi tăng khi DO tăng (K1 = 0,0056DO + 0,0883, R² = 0,9251). Nhiệt độ và pH đều có ảnh hưởng bậc hai, với tốc độ phân hủy tối ưu ở 30°C (K1 = -0,0003T² + 0,0151T - 0,079, R² = 0,9313) và pH trung tính (6-8) (K1 = -0,0017pH² + 0,0249pH + 0,0311, R² = 0,8965). Thứ tự ảnh hưởng từ cao đến thấp là nhiệt độ, DO, độ mặn và pH.
Trong số 25 loài vi khuẩn hiếu khí được định danh, 7 loài đóng vai trò quan trọng trong phân hủy chất hữu cơ, nổi bật là Bacillus pumilus và Bacillus megaterium. Tổng số lượng các loài vi khuẩn chủ đạo này cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất vào mùa khô, phù hợp với khả năng tự làm sạch của sông. Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để đề xuất các giải pháp bảo vệ chất lượng nguồn nước sông Cái.
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu
- 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 4. Nội dung nghiên cứu
- 5. Phương pháp nghiên cứu
- 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- 7. Bố cục của luận án
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
- 1.1. Tổng quan về khả năng tự làm sạch của dòng sông
- 1.2. Các phương pháp xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong nước sông và phân loại vi sinh vật
- 1.3. Các kết quả nghiên cứu về khả năng tự làm sạch của dòng sông
- 1.4. Đặc điểm tự nhiên, vai trò, chức năng, chế độ thủy văn thủy lực, dòng chảy, các nguồn thải và chất lượng nước sông Cái
- CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
- 2.1. Vật liệu và thiết bị
- 2.1.1. Mẫu nước sông
- 2.1.2. Hóa chất
- 2.1.3. Thiết bị EZ-Oxyro 4R Respirometer
- 2.1.4. Thiết bị MALDI Biotyper Microflex LT/SH
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- 2.2.1. Lựa chọn giá trị đo của các yếu tố ảnh hưởng
- 2.2.2. Lấy mẫu và tạo mẫu nước sông
- 2.2.3. Xác định BOD
- 2.2.4. Xác định tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- 2.2.5. Xây dựng phương trình tương quan giữa hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ và độ mặn, DO, nhiệt độ, pH
- 2.2.6. Phân lập vi sinh
- 2.2.7. Phân loại vi khuẩn bằng khối phổ protein MALDI-TOF
- 2.2.8. Phương pháp xác định các loài vi khuẩn hiếu khí có vai trò chủ đạo tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Xác định tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- 3.1.1. Xác định BOD trong 20 ngày (y)
- 3.1.2. Xác định hệ số tốc độ phân hủy chất hữu cơ
- 3.1.3. Xác định phương trình động học phân hủy chất hữu cơ
- 3.2. Xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- 3.2.1. Ảnh hưởng của độ mặn
- 3.2.2. Ảnh hưởng của DO
- 3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
- 3.2.4. Ảnh hưởng của pH
- 3.3. Đánh giá sự đa dạng cộng đồng vi khuẩn hiếu khí trong nước sông
- 3.3.1. Số dòng khuẩn lạc hiếu khí
- 3.3.2. Tổng khuẩn lạc hiếu khí
- 3.4. Xác định các loài vi khuẩn hiếu khí có vai trò chủ đạo tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- 3.4.1. Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí
- 3.4.2. Xác định các loài vi khuẩn hiếu khí có vai trò chủ đạo tham gia vào quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
- KẾT LUẬN
- Những đóng góp mới của luận án
- Hướng nghiên cứu tiếp theo
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ