No abstract

A biofilm is any group of microorganisms in which cells stick to each other and adhere to a surface by excreting a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The chemoautotrophic nitrifying bacteria hardly form biofilms due to their extremely low growth rate; however, biofilm formation of nitrifying bacteria trends to attach in carrier by extracellular polysaccharides that facilitate mutual adhesion, the forming biofilm is also beneficial in nitrogen removal in biological filter systems, especially in aquaculture water treatment systems. The microbial activity within bio-carrier is a key factor in the performance of biofilm reactor. Selection the nitrifier bacteria that biofilm formation and immobilization on the carrier for application in ammonium polluted water treatment technologies, especially in aquaculture is our research objective. Therefore, in this study, ten and six strains of ammonia oxidizing bacteria (AOB) and nitrite oxidizing bacteria (NOB) respectively were isolated from six different aquaculture water samples collected from Quang Ninh and Soc Trang. Basing on their high nitrification activity and biofilm forming capacity, six bacterial strains have been selected to take photo by scanning electron microscope (SEM) and carry out in 2 – liter tanks with and without carriers. As the results, the system with carriers (30% of total volume) increased nitrogen compounds elimination efficiency from 1.2 times to 2 times in comparison with the system without carrier. Two representatives of ammonia oxidizing bacterial group (B1.1; G2-1.2) were classification based on characteristics and they were classified as Nitrosomonas sp. and Nitrosococcus sp. Màng sinh học được hình thành từ vi sinh vật nhờ các tế bào tiết ra các chất cao phân tử ngoại bào (EPS) và dính vào nhau đồng thời được gắn lên một bề mặt vật thể lỏng hoặc rắn. Vi khuẩn nitrate hóa tự dưỡng có thể tạo ra màng sinh học nhưng khá khó khăn do tỷ lệ sinh trưởng rất chậm của chúng. Tuy nhiên vi khuẩn nitrate hóa tạo màng sinh học thường có xu thế bám lên giá thể nhờ sự gắn kết của các polisaccarit ngoại bào. Sự hình thành màng sinh học cũng là lợi thế để loại bỏ các hợp chất nitơ trong các hệ thống lọc sinh học, đặc biệt là trong các hệ thống xử lý nước nuôi trồng thủy sản. Hoạt tính vi sinh vật cùng với giá thể sinh học là một yếu tố quan trọng để thực hiện trong các bể phản ứng màng sinh học. Trong nghiên cứu này, mục tiêu của chúng tôi là lựa chọn được các vi khuẩn nitrate hóa có khả năng tạo màng sinh học và cố định chúng lên giá thể để ứng dụng trong các công nghệ xử lý nước bị ô nhiễm ammonia đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản. Kết quả cho thấy, từ sáu mẫu nước nuôi trồng thủy sản khác nhau từ Quảng Ninh và Sóc Trăng, 10 chủng vi khuẩn oxy hóa ammonia (AOB) và 6 chủng vi khuẩn oxy hóa nitrite (NOB) đã được phân lập. Dựa vào hoạt tính nitrate hóa và khả năng tạo màng sinh học của các chủng vi khuẩn phân lập được 6 chủng điển hình đã được lựa chọn để chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét và được ứng dụng trong hai bể sinh học với dung tích 2 lít có chứa và không chứa chất mang (giá thể). Sau 7 ngày, hệ thống sinh học chứa giá thể (chiếm 30% thể tích) có hiệu suất loại bỏ các hợp chất nitơ tăng hơn từ 1,2 đến 2 lần so với bể sinh học không chứa chất mang. Hai đại diện của nhóm vi khuẩn oxy hóa ammonia (B-1.1 và G2-1.2) đã được phân loại sơ bộ dựa vào một số đặc điểm sinh học và chúng đã được xác định thuộc chi Nitrosomonas và chi Nitrosococcus.

In this study, a well biofilm-forming bacterial strain was isolated from oil contaminated water and sediment samples collected in petroleum storage Duc Giang, Hanoi. It was identified as Paracoccus sp. DG25 and registered in the GenBank database with the accession numbers KJ608354. Several biophysical and bio-chemical conditions for the biofilm formation of the strain were estimated such as pH, temperature, carbon sources and nitrogen sources. As the results the biofilm forming capacity was highest at pH 7, 37 oC, on maltose and supplemented with KNO3. Using these optimal conditions, the formed biofilm degraded 76.07 % of pyrene after 7 day-incubation, with the initial concentration of 300 ppm by high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis. To our knowledge, there is rare publication on pyrene degradation by biofilm-forming bacteria. Therefore, the obtained results show that biofilm formed the strain Paracoccus sp. DG25 may considerably increase the degrading efficiency of pyrene and may lead to a new approach to treat polycyclic aromatic hydrocarbons containing in petroleum oil contaminated water in Vietnam. Trong nghiên cứu này, từ các mẫu đất và nước nhiễm dầu lấy tại kho xăng Đức Giang, Hà Nội, chúng tôi đã phân lập được chủng vi khuẩn có khả năng tạo màng sinh học tốt. Chủng vi khuẩn này đã được phân loại và định tên là Paracoccus sp. DG25 với số đăng ký trên ngân hàng Gen là KJ608354. Chúng tôi cũng đã nghiên cứu một số điều kiện hóa lý ảnh hưởng tới khả năng hình thành màng sinh học như pH, nhiệt độ, nguồn Carbon và nguồn Nitơ. Kết quả cho thấy, chủng DG25 có khả năng tạo màng tốt nhất ở các điều kiện pH 7, 37 oC, nguồn Carbon là maltose và nguồn Nitơ là KNO3. Sử dụng các điều kiện tối ưu này để tạo màng và đánh giá khả năng phân hủy pyrene của màng tạo thành. Bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp, chúng tôi đã đánh giá được hàm lượng pyrene bị phân hủy sau 7 ngày nuôi tĩnh bởi màng sinh học của chủng DG25 lên tới 76,07 % với nồng độ ban đầu là 300 ppm. Cho tới nay, chưa có nhiều công bố về hiệu quả phân hủy pyrene của các chủng vi khuẩn tạo màng sinh học. Do vậy, kết quả đạt được này mở ra khả năng sử dụng màng tạo thành bởi chủng DG25 để nâng cao hiệu quả phân hủy pyren và có thể mở ra phương pháp mới nhằm xử lý các hợp chất hydrocarbon thơm có trong nước ô nhiễm dầu ở Việt Nam.

For the purpose of sulphide removal in aquaculture ponds, three strains (name: TH21, QN71, QN51) were isolated and selected with the highest sulphide removal activity from Thanh Hoa and Quang Ninh coastal zones. These strains have identified and tested in a number of aquaculture ponds in different areas with good water quality results. With the objective of purple non sulfur bacteria biomass production containing 3 selected strains for wide application and suitable price for farmers, in this study, we study on optimum conditions of mixed purple non sulfur bacteria biomass production at pilot scale. The results showed that the sources of substrates were soybean meal (1g/l) and acetate (0.5g/l). These substrates are low cost, easy to find, convenient in large culture. The mixture of photosynthetic bacteria can be cultured in glass tanks, under micro aerobic and natural lighting conditions that produce highly concentrated photosynthetic bacteria and lowest rest media. Nhằm mục tiêu xử lý sulphide trong môi trường nuôi trồng thủy sản, chúng tôi đã phân lập và lựa chọn được ba chủng vi khuẩn tía quang hợp có khả năng loại bỏ sulphide cao nhất ký hiệu TH21, QN71, QN52 từ các vùng ven biển Thanh Hóa và Quảng Ninh. Các chủng này đã được định loại và thử nghiệm tại một số ao nuôi thủy sản ở các vùng khác nhau thu được kết quả tốt về chất lượng nước. Để tạo chế phẩm vi khuẩn tía quang hợp từ 3 chủng lựa chọn được ứng dụng rộng rãi và có giá thành phù hợp cho nông hộ, trong nghiên cứu này, chúng tôi nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện sản xuất sinh khối hỗn hợp 3 chủng vi khuẩn tía quang hợp ở quy mô pilot. Kết quả cho thấy đã tìm kiếm được nguồn cơ chất là bột đậu tương (1g/l) và acetate (0.5g/l) là những chất có giá thành thấp, dễ tìm kiếm, thuận tiện trong nhân nuôi ở quy mô lớn. Hỗn hợp vi khuẩn tía quang hợp có thể nuôi trong các bể kính, ở điều kiện vi hiếu khí, có ánh sáng chiếu tự nhiên có thể sản xuất được chế phẩm vi khuẩn tía quang hợp có mật độ cao, cơ chất còn lại sau sản xuất là ít nhất.

Biochar is defined as a carbon-rich, fine-grained, porous substance, which is produced by pyrolysis biomass with little or no oxygen. Biochar is usually produced from crop residues, wood biomass, animal litters, and solid wastes. Recently, biochar is increasingly receiving attention as an environmental-friendly approach, especially as a climate change mitigation strategy. Biochar is especilly demonstrated to remove diesel oil (DO) from soil and water. In this report, 4 biofilm forming bacteria including Klepsiellasp. VTD8, Pseudomonas sp. BQN21, Rhodococcussp. BN5 and Stenotropomonassp. QND8 were used to attach to biochar produced from husk to estimate the capacity of their DO removal. As the results, removal efficiency of biofilm formed by each strain VTD8, BQN21, BN5 and QND8 were 67, 73, 75 and 68 % with initial concentration of 39 g/l, respectively. On the other hand, mix species biofilm attached to husk carrier and without carrier degraded 98 and 78 %. Using husk without bacteria as absortion control, the amount of DO removal was 23 %. These results gave hint that using biochar produced from husk as carrier for biofilm forming bacteria to attach may increase efficiency of DO pollution treatment. Than sinh học (biochar) là một chất xốp có các gốc carbon và có nguồn gốc từ quá trình nhiệt phân sinh khối các loại chất thải, động, thực vật,… dưới điều kiện hạn chế oxy hoặc không có oxy.Hiện nay biochar đã được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường. Đặc biệt các biochar còn được chứng minh là có thể xử lý dầu diesel (diesel oil - DO) có trong đất và nước. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng 4 chủng vi khuẩn tạo màng sinh học tốt là Klepsiella sp. VTD8, Pseudomonas sp. BQN21, Rhodococcus sp. BN5 và Stenotropomonas sp. QND8 để gắn lên chất mang là biochar làm từ trấu nhằm đánh giá hiệu quả xử lý DO của chúng. Kết quả cho thấy, sau 7 ngày, các chủng VTD8, BQN21, BN5 và QND8 có khả năng phân hủy 67, 73, 75 và 68 % DO với hàm lượng ban đầu là 39 g/l. Trong khi đó, hiệu suất của màng sinh học tạo thành bởi hỗn hợp các chủng này khi không có chất mang biochar trấu và khi có chất mang biochar trấu lần lượt là 78 và 98 %. Còn sử dụng chất mang biochar trấu không có vi sinh vật làm đối chứng thì thu được hiệu suất hấp phụ DO là 23 %. Như vậy, kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng biochar trấu làm chất mang cho các chủng vi khuẩn tạo màng sinh học để nâng cao hiệu quả xử lý ô nhiễm dầu.