Luận án Nghiên cứu khả năng loại màu thuốc nhuộm hoạt tính và phân hủy chất diệt cỏ dioxin của vi sinh vật sinh enzyme laccase

Năm2018

Lĩnh vựcCông nghệ kỹ thuật

Ngôn ngữTiếng Việt, Tiếng Anh

Xem trước tài liệu

Đang tải tài liệu...

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LOẠI MÀU THUỐC NHUỘM HOẠT TÍNH VÀ PHÂN HỦY CHẤT DIỆT CỎ CHỨA DIOXIN CỦA VI SINH VẬT SINH ENZYME LACCASE

Ngành:

Kỹ thuật môi trường (Mã số: 9.52.03.20)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung nghiên cứu khả năng loại bỏ màu thuốc nhuộm hoạt tính và phân hủy chất diệt cỏ chứa dioxin của các vi sinh vật sinh enzyme laccase và laccase-like. Trong bối cảnh ô nhiễm bởi các hóa chất hữu cơ khó phân hủy (POPs) và chất diệt cỏ chứa dioxin ngày càng nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt là ở các điểm nóng như sân bay Biên Hòa, việc tìm kiếm các giải pháp xử lý hiệu quả là cấp thiết. Mục tiêu chính của nghiên cứu là tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp laccase và laccase-like từ các khu vực bị ô nhiễm (rừng Quốc gia Ba Vì, đất ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin tại sân bay Biên Hòa) và đánh giá khả năng của chúng trong việc loại màu thuốc nhuộm hoạt tính cũng như phân hủy các chất diệt cỏ chứa dioxin, nhằm định hướng ứng dụng trong hoạt động quốc phòng.

Nghiên cứu đã phân lập và tuyển chọn thành công chủng nấm đảm Rigidoporus sp. FBV40 từ rừng Quốc gia Ba Vì với hoạt tính laccase thô cao nhất, cùng hai chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. XKBHN1 và Streptomyces sp. XKBiR929 từ đất ô nhiễm dioxin tại sân bay Biên Hòa, có khả năng sinh tổng hợp laccase-like. Các enzyme laccase từ chủng FBV40 đã được tinh sạch và xác định gồm hai isozyme (Lac1 và Lac2) với khối lượng phân tử 55 kDa và 60 kDa, mỗi loại có đặc tính hóa-lý riêng biệt về pH và nhiệt độ tối ưu. Đặc biệt, laccase-like tinh sạch từ chủng Streptomyces sp. XKBiR929 được chứng minh có độ bền nhiệt đáng kể, hoạt tính hầu như không giảm ở 100°C trong 3 giờ, đồng thời có đặc điểm động học và phản ứng với chất ức chế khác biệt.

Về khả năng ứng dụng, laccase thô của FBV40 cho thấy hiệu suất cao trong việc loại màu các thuốc nhuộm tổng hợp gốc azo (NY1, NY7) và anthraquinone (NY5), cũng như thuốc nhuộm hoạt tính thương mại MN.FBN (đạt trên 99% với D-glucose). Enzyme này cũng thể hiện khả năng phân hủy chất diệt cỏ 2,4,5-T (tinh khiết và trong đất ô nhiễm) và 2,4-D (trong đất ô nhiễm). Đáng chú ý, hỗn hợp chủng nấm (FBV40, FBD154 và FNBLal) đã nâng cao đáng kể hiệu suất phân hủy 2,4-D, 2,4,5-T và đặc biệt là 2,3,7,8-TCDD (đạt 92,9%) so với việc sử dụng đơn chủng. Những đóng góp mới của luận án bao gồm nghiên cứu đầu tiên về đặc tính của laccase-like từ Streptomyces sp. XKBiR929 và khả năng loại màu MN.FBN, chứng minh tiềm năng của Rigidoporus sp. FBV40 trong xử lý thuốc nhuộm quân đội và chất diệt cỏ/dioxin, đồng thời khẳng định hiệu quả vượt trội của hỗn hợp chủng nấm trong phân hủy các chất ô nhiễm này.

Mục lục chi tiết:

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết

2. Mục tiêu nghiên cứu

3. Nội dung thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Laccase, laccase-like và vi sinh vật sinh tổng hợp laccase, laccase-like

1.1.1. Giới thiệu chung về laccase
1.1.2. Giới thiệu về laccase-like

1.2. Đặc điểm ô nhiễm nước thải dệt nhuộm và các công nghệ xử lý

1.3. Hiện trạng ô nhiễm chất diệt cỏ/dioxin ở Việt Nam và các công nghệ xử lý

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1. Chủng vi sinh vật
2.1.2. Đối tượng thử nghiệm
2.1.3. Môi trường sử dụng trong nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phân lập, nuôi cấy vi sinh vật
2.2.2. Phân loại vi sinh vật
2.2.3. Phương pháp hóa – sinh
2.2.4. Xác định khả năng loại màu thuốc nhuộm
2.2.5. Xác định khả năng phân hủy chất diệt cỏ/dioxin

2.3. Phương pháp xử lý số liệu

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN

3.1. Phân lập, tuyển chọn và định tên chủng nấm và xạ khuẩn có khả năng sinh tổng hợp laccase, laccase-like

3.1.1. Phân lập và lựa chọn để phân loại nấm đảm có hoạt tính laccase cao
3.1.2. Phân lập và phân loại xạ khuẩn có khả năng sinh trưởng trên môi trường chứa chất diệt cỏ/dioxin và sinh tổng hợp laccase-like
3.1.3.2. Sinh trưởng của XKBHN1 và XKBiR929 trong môi trường chứa chất hữu cơ có clo và các hydrocacbon có vòng thơm (PAHs)

3.2. Tinh sạch và các đặc điểm hóa-lý của laccase, laccase-like tinh sạch

3.2.1. Tinh sạch laccase của nấm đảm Rigidoporus sp. FBV40
3.2.2. Tinh sạch laccase-like từ xạ khuẩn Streptomycese sp. XKBiR929
3.2.3. Đặc tính hóa-lý của laccase và laccase-like tinh sạch
- 3.2.3.1. Đặc tính hóa-lý của laccase tinh sạch
- 3.2.3.2. Đặc điểm động học của laccase tinh sạch
- 3.2.3.2. Đặc tính hóa-lý của laccase thô
- 3.2.3.3. Đặc tính hóa-lý của laccase-like tinh sạch

3.3. Loại màu thuốc nhuộm và phân hủy chất diệt cỏ/dioxin

3.3.1. Loại màu thuốc nhuộm bởi laccase, laccase-like
- 3.3.1.1. Loại màu thuốc nhuộm tổng hợp bởi laccase thô
- 3.3.1.2. Loại màu hoạt tính sử dụng trong quân đội bởi laccase thô
- 3.3.1.3. Loại màu thuốc nhuộm hoạt tính MN.FBN bởi Lac1
- 3.3.1.4. Loại màu thuốc nhuộm hoạt tính MN.FBN bởi laccase-like tinh sạch
3.3.2. Loại màu thuốc nhuộm hoạt tính bởi chủng FBV40
- 3.3.2.1. Khả năng loại màu một số thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng để nhuộm vải may quân trang
- 3.2.2.2. Loại màu thuốc nhuộm MN.FBN ở các nồng độ khác nhau
- 3.3.2.3. Loại màu thuốc nhuộm MN.FBN khi có mặt D-glucose
- 3.3.2.4. Loại màu thuốc nhuộm MN.FBN khi có mặt các loại đường khác nhau
- 3.3.2.5. Loại màu thuốc nhuộm MN.FBN khi có mặt các nguồn nitơ khác nhau
3.3.3. Phân hủy chất diệt cỏ/dioxin bởi laccase và nấm sinh tổng hợp laccase
- 3.3.3.1. Phân huỷ chất diệt cỏ/dioxin bởi laccase thô
- 3.3.3.2. Phân huỷ chất diệt cỏ/dioxin bởi nấm sinh tổng hợp laccase