Bài giảng Vi sinh môi trường - Nguyễn Khánh Hoàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:154

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của Bài giảng Vi sinh môi trường là cung cấp cho sinh viên những kiến thức, về vi sinh vật học đại cương thường gặp trong kỹ thuật môi trường, về các quá trình sinh học trong xử lý ô nhiễm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vi sinh môi trường - Nguyễn Khánh Hoàng

VI SINH MÔI TRƯỜNG (ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY) Nguyễn Khánh Hoàng Viện KHCN và QLMT ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT 1. Tên học phần: VI SINH MÔI TRƯỜNG 2. Mã số học phần: 2109232014 3. Số tín chỉ: 3 (3, 0, 6). 4. Trình độ: Sinh viên năm thứ nhất 5. Phân bố thời gian: - Lên lớp :45 tiết - Thực tập phòng thí nghiệm : 0 - Lý thuyết : 45 - Thực hành :0 6. Điều kiện tiên quyết: Học xong môn học vi sinh đại cương. 7. Mục tiêu của học phần: Cung cấp cho sinh viên những kiến thức, về vi sinh vật học đại cương thường gặp trong kỹ thuật môi trường, về các quá trình sinh học trong xử lý ô nhiễm. 8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần : Giới thiệu vi sinh cơ bản và vai trò của vi sinh vật trong các chu trình sinh địa hóa. Các loại vi sinh vật chỉ thị, vi sinh vật gây bệnh. Môn học còn cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản trong quá trình xử lý các loại chất thải bằng phương pháp sinh học 1
Tài liệu học tập Sách giáo trình chính Vi sinh cơ bản- Trường ĐHCN TP HCM Vi sinh vật môi trường – Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết – NXB Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh – 2005 Bài giảng Vi sinh vật môi trường Bai Giang VSDC_VSMT_DHMT [Compatibility Mode].pdf https://sites.google.com/a/hui.edu.vn/nguyenkhanhhoang/document Chương 1: Hình thái, cấu tạo của Vi sinh vật 1.1. Lịch sử phát triển của Vi sinh vật học 1.2. Đặc điểm chung và vị trí của Vi sinh vật trong sinh giới 1.3. Hình thái, cấu tạo tế bào của nhóm Vi sinh vật nhân nguyên thủy 1.3.1. Hình thái, cấu tạo tế bào của Vi khuẩn 1.3.2. Hình thái, cấu tạo tế bào của Xạ khuẩn 1.4. Hình thái, cấu tạo tế bào của nhóm Vi sinh vật nhân thật 1.4.1. Hình thái, cấu tạo tế bào của Nấm men 1.4.2. Hình thái, cấu tạo tế bào của Nấm mốc 1.4.3. Hình thái, cấu tạo tế bào của Tảo và Động vật nguyên sinh 1.5. Hình thái, cấu tạo của Virus 1.6. Sự phân bố của các nhóm Vi sinh vật trong môi trường 2
Chương 2: Các quá trình sinh lý của Vi sinh vật 2.1. Thành phần hóa học tế bào của Vi sinh vật 2.2. Quá trình dinh dưỡng 2.2.1. Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật 2.2.2. Cơ chế hấp thụ chất dinh dưỡng của vi sinh vật 2.3.Quá trình trao đổi chất và năng lượng 2.3.1. Quá trình dị hóa 2.3.2. Quá trình đồng hóa 2.4. Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật 2.4.1. Lý thuyết về sự phát triển của vi sinh vật 2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của Vi sinh vật Chương 3. Phân giải, chuyển hóa vật chất và các chu trình sinh địa hóa 3.1. Chu trình C 3.1.1. Vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ chứa C 3.1.2. Vi sinh vật phân giải hydratcarbon 3.1.3. Vi sinh vật phân giải lignin 3.1.4. Chu trình C 3.2. Chu trình N 3.2.1. Vi sinh vật chuyển hóa các dạng hợp chất chứa N 3.2.1. Chu trình N 3.3. Chu trình P 3.3.1. Vi sinh vật phân giải các hợp chất P hữu cơ và P vô cơ 3.3.2. Chu trình P 3.4. Chu trình S 3.4.1. Vi sinh vật chuyển hóa hợp chất chứa S 3.4.2. Chu trình S 3
Chương 4. Vi sinh vật trong môi trường nước và môi trường đất 4.1. Hệ vi sinh vật trong môi trường nước và đất 4.1.1. Vi sinh vật trong nước ngầm 4.1.2. Vi sinh vật trong nước bề mặt 4.1.3. Vi sinh vật trong nước thải 4.1.4. Hệ vi sinh vật trong đất 4.2. Vi sinh vật có lợi trong môi trường 4.2.1. Khả năng tự làm sạch môi trường nhờ vi sinh vật 4.2.2. Vi sinh vật chỉ thị môi trường nước 4.3. Vi sinh vật gây bệnh trong môi trường nước 4.3.1. Vi khuẩn gây bệnh 4.3.2. Virus gây bệnh 4.3.3. Ký sinh trùng gây bệnh Chương 5. Công nghệ Vi sinh vật trong xử lý nước thải 5.1. Phân loại và thành phần nước thải 5.2. Cơ sở sinh học trong xử lý nước thải 5.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 5.2.2. Vai trò của vi sinh vật trong quá trình làm sạch nước thải 5.3. Các phương pháp sinh học xử lý nước thải 5.3.1. Xử lý nước thải bằng bể hiếu khí 5.3.2. Xử lý nước thải bằng màng lọc sinh học 5.3.3. Xử lý nước thải bằng hồ sinh học 5.3.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp lên men kỵ khí 4
Chương 6. Công nghệ Vi sinh vật trong xử lý rác thải 6.1. Phân loại và thành phần rác thải 6.2. Vi sinh vật tham gia xử lý rác thải 6.3. Các phương pháp sinh học xử lý rác thải 6.3.1. Các phương pháp xử lý kỵ khí rác thải 6.3.1.1. Phương pháp ủ rác làm phân compost 6.3.1.2. Phương pháp chôn lấp 6.3.2. Các phương pháp xử lý hiếu khí rác thải 6.3.2.1. Phương pháp ủ hiếu khí 6.3.2.2. Phương pháp ủ rác không đảo trộn Chương 7. Tinh sạch môi trường khí bằng phương pháp sinh học và thu nhận khí sinh học 7.1. Đặc trưng của khí thải 7.2. Nguyên lý của quá trình tinh sạch khí thải 7.3. Các phương pháp tinh sạch khí thải 7.3.1. Phương pháp lọc sinh học 7.3.2. Phương pháp khử H2S trong môi trường nhờ Vi sinh vật 7.4. Phương pháp thu nhận khí sinh học 5
Vi sinh vật học Microbiology  Nghiên cứu những sinh vật có kích thước nhỏ khó quan sát bằng mắt thường. Vi khuẩn (vi sinh vật)  Tên thường dùng là vi trùng  Bao gồm: – Vi khuẩn (bacteria); – Virus (viruses); – Nấm (fungi); – Tảo (algae); – Động vật nguyên sinh (protozoa) – Sán (helminths)  Gần đây còn nghiên cứu về các dạng Prions (Protein truyền nhiễm“infectious proteins”). Các loại Vi sinh vật vãìïí êìétéôéa Vã åâïẩè Tâực åâïẩè tâể Tảé Xạ åâïẩè Xéắè åâïẩè Nấm 6
Kích thước vi sinh vật Vã íãèâ vật của åícâ tâước từ10 nm đdếè 100 µm. Vãìïí åícâ tâước nm = 10-9 m (meteì) Vã åâïẩè åícâ tâước ; m = 10-6 m Saè åícâ tâước mm = 10-3 m Các kiểu tế bào vi sinh vật So sánh cấu trúc của tế bào vi sinh vật 7
Phân loại sinh vật Lịch sử quá trình phân loài Copeland1956 Linnaeus1735 Haeckel1866 Chatton1937 2 siêu giới 4 2 giới 3 giới 2 vực giới (không xử Prokaryota Monera Protista lý) Protista Vegetabilia Plantae Eukaryota Plantae Animalia Animalia Animalia 8
Whittaker1969 Woese 1977 Woese 1990 5 giới 6 giới 3 vực Eubacteria Bacteria Monera Archaebacteria Archaea Protista Protista Fungi Fungi Eukarya Plantae Plantae Animalia Animalia Đặc điểm các giới 9
Giới Vi Rút • Virus là một vật thể có kích thước nm • Virus kí sinh nội bào bắt buộc chúng chỉ có thể sinh sản bằng cách xâm chiếm tế bào khác vì chúng thiếu bộ máy ở mức tế bào để tự sinh sản. – Thuật ngữ virus thường chỉ các vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân chuẩn (sinh vật đa bào hay đơn bào), – Thuật ngữ thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage) được dùng để chỉ các vật thể xâm nhiễm sinh vật nhân sơ (vi khuẩn hoặc vi khuẩn cổ). • Virus mang một lượng nhỏ axit nucleic (DNA hoặc RNA) bao quanh bởi lớp áo bảo vệ (vỏ capsid) cấu tạo bằng protein, glicoprotein. Giới khởi sinh • Giới Khởi sinh bao gồm cổ khuẩn và vi khuẩn với cấu trúc tế bào nhân sơ. Vì lý do này nên giới Monera đôi khi cũng được gọi là Prokaryota • Phương thức dinh dưỡng rất đa dạng: – Hoá tự dưỡng, – Hoá dị dưỡng, – Quang tự dưỡng và quang dị dưỡng. – Nhiều vi khuẩn sống kí sinh trong các cơ thể khác. – Vi khuẩn có chứa nhiều sắc tố quang hợp trong đó có diệp lục như vi khuẩn lam có khả năng tự dưỡng quang hợp như thực vật 10
Giới nguyên sinh • Là những sinh vật nhân thật • Đơn bào hoặc đa bào • Đa dạng về cấu tạo • Đa dạng về hình thức dinh dưỡng – Động vật nguyên sinh (Protozoa) – Thực vật nguyên sinh (Algle) – Nấm nhầy (Myxomycota) Giới nấm • Nhân chuẩn tự dưỡng có thành tế bào bằng chitin. • Phần lớn nấm phát triển dưới dang các sợi đa bào được gọi là sợi nấm tạo nên hệ sợi; Một số nấm khác lại phát triển dưới dạng đơn bào. • Quá trình sinh sản: hữu tính hoặc vô tính . – Nấm mốc – Nấm men – Nấm lớn 11
Lxcâ íö û êâaùt tìãeåè cïûa vã íãèâ vajt âéïc Tìaûã ëïa 4 áãaã ñéaïè: - Gãaã ñéaïè íô åâaã - Gãaã ñéaïè vã íãèâ vajt âéïc Paíteïì - Gãaã ñéaïè vã íãèâ vajt âéïc íaï Paíteïì - Gãaã ñéaïè vã íãèâ vajt âéïc âãejè ñaïã Léïãí Paíteïì (1822-1895) 12
3. Gãaã ñéaïè vã íãèâ vajt âéïc íaï Paíteïì - 1882, Rébeìt Kécâ (1834-1910) åâaùm êâaù ìa vã tìïø èá áaâó bejèâ laé (Mycobacterium tubeculosis), dïø èá åâéaã taâó, tâaïcâ ñeåèïéâã VSV - 1887, Petìã tâãeát åeáâéjê Petìã - NâaøVSV âéïc èáö ôø ã Náa Vãèéáìadxåã (1856-1953), èâaøVSV âéïc èáö ôø ã HaøLaè Beãjeìãècå (1851-1931) êâaùt tìãeåè VSV âéïc ñaát - 1892, Ivaèéêxåã; 1896, Beãjeìãècå êâaùt âãejè ìa íãeâï vã åâïaåè (vãìïí) áaâó bejèâ ñéám tâïéác laù Tầm quan trọng của vi sinh vật học  Vi sinh vật là tổ chức sống tiên phong của trái đất  Tham gia quá trình quang hợp và tổng hợp  Ứng dụng vi sinh vật của loài người  Các bệnh nhiễm trùng 13
Vi khuẩn quang hợp Vi khuẩn quang hợp góp phần hình thành >50% lượng oxy trên trái đất Vi khuẩn tham gia quá trình phân hủy và tái tạo chất dinh dưỡng Lợi ích của vi sinh vật Khai thác mỏ (khai thác đồng) 14
Lợi ích của vi khuẩn Tổng hợp thuốc kháng sinh, chất kích thích sinh trưởng và enzym Lợi ích của vi khuẩn Xử lý sinh học để phân huỷ hữu cơ, vật chất trong nước thải và khử độc các chất ô nhiễm như sự cố tràn dầu. 15
Các bệnh nhiễm trùng Náïồè: ÑHO- CDC Đặc điểm vi sinh vật  Nhân giả (Prokaryotes) Không có màng nhân và bào quan  Nhân thật (Eukaryotes) Có màng bao quanh nhân và bào quan  Thực khuẩn thể Chứa DNA hoặc RNA; 16
Ñaëc ñãeåm câïèá cïûa vã íãèâ vajt • 1.Kích thước nhỏ bé • 2. Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh • 3. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh • 4. Năng lực thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị • 5. Phân bố rộng, chủng loại nhiều Câö ôèá 2. Vã íãèâ vajt êìéåaìóéte • Vi khuẩn • Xạ khuẩn • - Vi khuẩn lam 17
Vã åâïaåè Vi khuẩn (bacteria) là nhóm vi sinh vật có nhiều hình dạng, có nhân nguyên thủy, sinh sản chủ yếu bằng cách phân đôi 1. Cafï åâïaåè (Céccïí) • Đường kính 0,5-1m, Gram (+), gồm 5 nhóm: • - Đơn cầu khuẩn (Micrococcus) • - Song cầu khuẩn (Diplococcus) • - Tứ cầu khuẩn (Tetracoccus) • - Liên cầu khuẩn (Streptococcus) • - Tụ cầu khuẩn (Staphyloccoccus) • - Cầu khuẩn Sarcina 18
Cafï åâïaåè Lãeâè cafï åâïaåè Tïïcafï åâïaåè 2. Tìö ïc åâïaåè • Vi khuẩn hình que ngắn, kích thước (0,5-1)x(1-4)m, gồm 5 nhóm: • - Bacillus: Gram (+), sinh bào tử • - Bacterium: Gram (-), không sinh bào tử, thường có chu mao • - Pseudomonas: Gram (-), không sinh bào tử, có 1 tiêm mao • - Corynebacterium: Gram (+), không sinh bào tử, có hình dạng thay đổi tùy loại • - Clostridium: Gram (+), sinh bào tử hình thoi hoặc hình dùi trống 19
Tìö ïc åâïaåè Bacillus cereus E. coli Clostridium botulinum 3. Xéaéè åâïaåè Là vi khuẩn có từ hai vòng xoắn trở lên, Gram (+), kích thước tương đối lớn (0,5- 3)x(5-40) m Treponema palidum 20