TUYỂN CHỌN BỘ CHỦNG VI SINH VẬT XỬ LÝ PHẾ THẢI
SAU CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN DẠNG RẮN THÀNH PHÂN BÓN
HỮU CƠ SINH HỌC
Lương Hữu Thành
1
, Vũ Thuý Nga
1
,
Nguyễn Thị Hằng Nga
1
, Đào Văn Thông
1
,
Lê Thị Thanh Thuỷ
1
, Cao Hương Giang
1
,
Hà Thị Thuý
1
, Lưu Thị Hồng Thắm
1
SUMMARY
Selection of microorganisms handle cassava starch processing waste solid
into organic fertilizer biological
One of
the objectives
of the project
“Study on production of
microorganism innoculant to treat
cassava
starch processing waste ” is
handling
waste
cassava
starch processing
into
bio-organic
fertilizer,
thus
subject
groups
conducted
selection
of
microorganisms
after
handling
waste
processing
cassava
into
solid
organic fertilizer
biological. Identified 01 combination of 03 strains of
microorganisms resolution active carbohydrate compounds (cellulose, starch), resolution insoluble
phosphate, nitrogen fixation freely used in production of microorganism innoculant waste handling
cassava starch processing waste solid into organic fertilizer biological. The microbial strains used
in this study are intended to species that are not in the list of restricted microorganisms used
(according to the European Community) and ensure the level of biosafety level 2. Project has
identified a number of technical parameters consistent with the biomass of microbial strains used in
this study: pH, temperature, environment, issued a similar rate, air, time biomass... test results in
quality microbial biomass showed that the density of microorganisms used in the study at 108-109
CFU / ml, biological activity unchanged compared with the same original.
Key words: Microorganism innoculant, cassava starch processing waste.
I. §Æt vÊn ®Ò
Trong chiến lược phát triển nông
nghiệp ở Việt Nam, cây sắn đang được tôn
vinh là một trong những loại cây lương thực
thích hợp với những vùng đất cằn cỗi, và là
loại cây trồng có khả năng cạnh tranh cao
với nhiều loại cây công nghiệp khác. Hiện
nay cây sắn đang được chuyển đổi nhanh
chóng vai trò từ cây lương thực truyền
thống sang cây công nghiệp, góp phần vào
sự phát triển kinh tế chung của đất nước
Tuy nhiên, do chỉ tập trung đầu tư để
nâng cao năng suất và chất lượng của sản
phNm, vấn đề quản lý và kiểm soát lượng
phế thải thải ra trong quá trình sản xuất
chưa được đầu tư đồng bộ, đặc biệt ngay từ
khi thiết kế các nhà máy chế biến tinh bột
sắn (CBTBS) nên dẫn đến các vấn đề về ô
nhiễm môi trường. Kết quả kiểm tra và
đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do
ảnh hưởng của hoạt động sản xuất CBTBS
tại một số nhà máy nằm trên địa bàn các
tỉnh Đắk N ông, Đắk Lắk, N ghệ An, N inh
Bình, Yên Bái... đều cho thấy quá trình sản
xuất đã thải ra khói bụi không được xử lý,
phế thải rắn gây mùi hôi thối, hệ thống xử
lý nước thải, phế thải rắn không đồng bộ
hoặc không đủ công xuất, các chỉ tiêu lý
hóa sinh học đều vượt ngưỡng cho phép,
gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sinh
thái xung quanh.
Việc ứng dụng công nghệ sinh học, đặc
biệt là công nghệ vi sinh vật trong xử lý
chất thải hữu cơ làm phân bón hữu cơ sinh
học tại Việt N am đã được các nhà khoa
1
Viện Môi trường N ông nghiệp
học quan tâm nghiên cứu trong nhiều năm
trở lại đây, trong đó ứng dụng các chế phNm
vi sinh vật trong xử lý rác thải và phế thải
nông nghiệp, công nghiệp chế biến nông
sản ở Việt N am đã được nghiên cứu và
triển khai áp dụng tương đối rộng rãi. N hiều
đề tài khoa học công nghệ trọng điểm cấp
N hà nước (KHCN .07.17, KHCN .02.04,
KC.08.07, KC.04.06) đã được nghiên cứu
và ứng dụng thành công trong xử lý phế
thải hữu cơ, phế thải nhà máy chế biến mía
đường, phế thải sinh hoạt, phế thải chế biến
dứa. Tuy nhiên, cho đến thời điểm hiện nay
các nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật xử lý
phế thải CBTBS làm phân bón hữu cơ sinh
học vẫn còn hạn chế.
II. VËt liÖu vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu
1. Vật liệu nghiên cứu
Bộ giống vi sinh vật lưu giữ tại Bộ môn
Sinh học Môi trường - Viện Môi trường
N ông nghiệp.
2. Phương pháp nghiên cứu
Xác định mật độ vi sinh vật (theo
phương pháp Koch): Mật độ vi sinh vật
được xác định dựa trên phương pháp nuôi
cấy trên môi trường thạch đĩa, tính số lượng
vi sinh vật trên mililit hoặc trên gam mẫu
thông qua số khuNn lạc phát triển trong các
đĩa môi trường
- Phân lập, tuyển chọn, xác định một số
đặc điểm sinh học và ảnh hưởng của điều
kiện nuôi cấy đến hoạt tính sinh học của các
chủng vi sinh vật được xác định theo các
phương pháp nghiên cứu vi sinh vật thông
thường.
- Hoạt tính sinh học phân giải các hợp
chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật theo
phương pháp đo vòng khuyếch tán trên môi
trường thạch.
III. KÕt qu¶ vµ th¶o luËn
1. Tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật
a. Hoạt tính và khả năng tổ hợp của
vi sinh vật:
Với mục tiêu lựa chọn được bộ chủng
vi sinh vật có khả năng chuyển hóa chất
hữu cơ sử dụng xử lý chất thải chế biến tinh
bột sắn làm phân bón hữu cơ sinh học, trên
cơ sở bộ chủng kế thừa các kết quả nghiên
cứu thuộc đề tài cấp Nhà nước KC 02.06,
KC 04.04, dự án sản xuất thử nghiệm
KC04.DA11, nhóm nghiên cứu đã xác định
được 01 tổ hợp gồm 3 chủng vi sinh vật có
hoạt tính chuyển hóa hợp chất
hydratcacbon, phân giải Ca
3
(PO
4
)
2
và
hoạt
tính cố định nitơ tự do, kết quả nghiên cứu
được trình bày trong bảng 1.
Bảng 1. Hoạt tính sinh học và khả năng tổ hợp của các chủng vi sinh vật
Ký hiệu chủng
Hoạt tính sinh học sau 3 tháng bảo quản
Mật độ vi sinh vật
sau 3 tháng bảo
quản (CFU/g)
Phân giải
CMC
(D-d=mm)
Phân giải
tinh bột
(D-d=mm)
Phân giải
Ca
3
(PO
4
)
2
(D-d=mm)
Cố định nitơ tự
do (hàm lượng
etylen hình
thành = µmol/ml)
SHX 02
Đơn
chủng
Hỗn hợp
45
44
38
38 - -
3,65 x 10
8
2,36b x 10
8
SHV 18
Đơn
chủng
Hỗn hợp
- - 22
22 -
3,87 x 10
8
3,98 x 10
8
SHV 73
Đơn
chủng
Hỗn hợp
- - - 1020
1015
7,24 x 10
8
6,34 x 10
8
(-): Không có hoạt tính
Kết quả nghiên cứu cho thấy các
chủng vi sinh vật sử dụng trong nghiên cứu
có khả năng sinh trưởng và phát triển trong
cùng một điều kiện, không cạnh tranh và
ức chế lẫn nhau. Mật độ các chủng vi sinh
vật lựa chọn trong điều kiện hỗn hợp và
riêng lẻ không có sự sai khác, sau 3 tháng
bảo quản mật độ tế bào ổn định ở mật độ >
10
8
CFU/g, kết quả đánh giá cũng cho thấy
hoạt tính sinh học của vi sinh vật sử dụng
trong nghiên cứu không có sự thay đổi so
với ban đầu.
b. Phân loại các chủng vi sinh vật
Các chủng vi sinh vật sử dụng trong
nghiên cứu được phân loại đến loài bằng
phương pháp phân loại truyền thống kết
hợp với phương pháp phân sinh học phân
tử, kết quả định danh được trình bày trong
bảng 2.
Bảng 2. Kết quả xác định tên và mức độ an toàn của chủng các vi sinh vật
STT Ký hiệu chủng Tên xác định Mức độ ATSH
1 SHX 02 Streptomyces griseorubens Cấp độ 2
2 SHV 18 Bacillus polyfermenticus Cấp độ 2
3 SHV 73 Azotobacter beijerinckii Cấp độ 2
Kết quả phân loại cho thấy các chủng vi
sinh vật lựa chọn được định tên đến loài và
không nằm trong danh mục các chủng vi
sinh vật hạn chế sử dụng của Cộng đồng
chung châu Âu.
- Từ kết quả nghiên cứu trên, đề tài đã
lựa chọn chủng xạ khuNn SHV 02, chủng vi
khuNn SHV 18 và chủng vi khuNn SHV 73
làm vật liệu phục vụ cho nghiên cứu tạo chế
phNm vi sinh vật xử lý bã thải sau chế biến
tinh bột sắn làm phân bón hữu sinh học.
c. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh
trưởng của vi sinh vật
Với mục tiêu sản xuất chế phNm vi sinh
vật xử lý phế thải sau chế biến tinh bột sắn
làm phân bón hữu cơ sinh học, đề tài đã tiến
hành nghiên cứu một số điều kiện thích hợp
cho quá trình nhân sinh khối các chủng vi
sinh vật như: pH, nhiệt độ, môi trường, tỷ lệ
giống cấp 1, không khí, thời gian thu sinh
khối... từ đó đưa ra các thông số kỹ thuật
phù hợp cho quá trình nhân sinh khối các
chủng vi sinh vật.
Bảng 3. Điều kiện thích hợp cho quá trình nhân sinh khối các vi sinh vật
sử dụng trong xử lý nhanh phế thải chăn nuôi
Thông số kỹ thuật Chủng vi sinh vật
Chủng SHX 02 Chủng SHV 18 Chủng SHV 73
pH 7,5 6,5 7,0
Nhiệt độ nhân sinh khối (
o
C) 35±2 35±2 35±2
Thời gian nhân sinh khối (giờ) 72 48 48
Tỷ lệ giống cấp 1 (%) 5 5 5