Thử nghiệm tạo chế phẩm vi khuẩn tạo tủa calcite và bảo quản

Khóa luận nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học chứa vi khuẩn Bacillus tạo tủa calcite, khảo sát điều kiện bảo quản và ứng dụng trong bê tông tự liền

• Tác giả: Bùi Thị Như Ý
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Dũng
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Thử nghiệm tạo chế phẩm chứa vi khuẩn tạo tủa calcite và khảo sát điều kiện bảo quản
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Cách tạo chế phẩm vi khuẩn tạo tủa calcite hiệu quả

Việc phát triển chế phẩm vi sinh tạo calcite dựa trên cơ chế MICP (Microbially Induced Calcite Precipitation) đang mở ra hướng tiếp cận bền vững trong ngành xây dựng. Khóa luận tốt nghiệp tại Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã thử nghiệm thành công việc tạo chế phẩm chứa vi khuẩn tạo tủa calcite từ chủng Bacillus sp. QN7, phân lập từ mỏ đá Quảng Ninh. Quá trình bắt đầu bằng việc tăng sinh vi khuẩn trong hai môi trường: Luria Bertani Broth (LB) và Difco Sporulation Medium (DSM), sau đó phối trộn với chất mang diatomite – một vật liệu xốp giàu silic oxit có khả năng bảo vệ vi sinh vật khỏi môi trường kiềm cao của bê tông. Kết quả cho thấy chế phẩm DD10° (phối trộn từ dịch tăng sinh trong DSM) đạt mật độ vi khuẩn 6,7×10⁷ MPN/g và khả năng tạo tủa 16,94 g/L sau 12 tuần bảo quản. Điều này chứng minh rằng việc lựa chọn môi trường tăng sinh phù hợp là yếu tố then chốt để duy trì hoạt tính sinh học lâu dài của tác nhân sinh học tạo calcite. Ngoài ra, các thông số như độ ẩm (~7,7%) và pH (~7,5) của chế phẩm cũng được tối ưu hóa để đảm bảo điều kiện tồn tại lý tưởng cho bào tử vi khuẩn.

1.1. Cơ sở khoa học của phản ứng sinh khoáng vi sinh

Phản ứng sinh khoáng vi sinh (MICP) chủ yếu diễn ra qua quá trình thủy phân urea nhờ enzyme urease do vi khuẩn tiết ra. Khi urea bị phân giải, amoniac và CO₂ được giải phóng, làm tăng pH môi trường và thúc đẩy sự kết tủa ion carbonate với canxi để tạo thành CaCO₃. Đây là cơ chế tự nhiên giúp vi khuẩn như Sporosarcina pasteurii hay Bacillus subtilis hình thành calcite – một dạng tinh thể ổn định của canxi cacbonat. Trong khóa luận, chủng Bacillus sp. QN7 đã được xác định chính xác là Bacillus subtilis QN7 thông qua giải trình tự gene 16S rDNA, khẳng định tiềm năng ứng dụng trong tái tạo vật liệu xây dựng sinh học.

1.2. Vai trò của diatomite trong cố định vi sinh vật

Diatomite – hay đất tảo silic – là chất mang lý tưởng nhờ cấu trúc xốp, diện tích bề mặt lớn và độ trơ hóa học. Trong nghiên cứu, diatomite hấp phụ hiệu quả dịch tăng sinh vi khuẩn, giữ cho bào tử ở trạng thái tiềm sinh và ngăn ngừa kích hoạt sớm. SEM cho thấy bào tử vi khuẩn nằm sâu trong các lỗ xốp của diatomite, giúp chúng chịu được điều kiện khắc nghiệt trong bê tông. Độ ẩm dưới 8% và pH trung tính (~7,68) của diatomite cũng góp phần kéo dài thời gian bảo quản chế phẩm vi sinh mà không làm giảm đáng kể mật độ tế bào sống.

II. Thách thức khi ứng dụng vi khuẩn tạo tủa calcite trong thực tiễn

Mặc dù tiềm năng của vi khuẩn tạo tủa calcite trong xử lý nứt gãy bê tông bằng vi khuẩn là rõ ràng, nhiều thách thức kỹ thuật vẫn tồn tại. Môi trường bê tông có độ pH cao (12–13), thiếu dinh dưỡng và áp lực cơ học lớn – đều là rào cản đối với sự sống và hoạt động của vi sinh vật. Nếu không được bảo vệ đúng cách, vi khuẩn sẽ chết trước khi kịp sản sinh calcite. Bên cạnh đó, việc duy trì mật độ vi sinh vật đủ cao trong thời gian dài là khó khăn, đặc biệt khi chế phẩm phải được lưu trữ trước khi sử dụng. Khóa luận đã chỉ ra rằng chế phẩm từ môi trường LB (DL10⁸) suy giảm mạnh mật độ sau 8 tuần, trong khi chế phẩm từ DSM (DD10°) lại tăng dần nhờ quá trình nảy mầm của bào tử. Ngoài ra, chi phí sản xuất, quy mô nhân giống và tiêu chuẩn hóa chất lượng chế phẩm cũng là những rào cản đối với thương mại hóa công nghệ sinh học trong xây dựng tại Việt Nam.

2.1. Ảnh hưởng của môi trường kiềm đến vi sinh vật khoáng hóa carbonate

Độ pH cao trong bê tông tươi gây tổn thương màng tế bào và ức chế enzyme urease – yếu tố quyết định trong phản ứng sinh khoáng vi sinh. Do đó, việc bao bọc vi khuẩn trong chất mang trơ như diatomite hoặc zeolite là cần thiết để tạo lớp đệm bảo vệ. Nghiên cứu cho thấy bào tử Bacillus subtilis có khả năng chịu kiềm tốt hơn tế bào sinh dưỡng, lý do chính khiến môi trường DSM – kích thích sinh bào tử – cho hiệu quả bảo quản vượt trội.

2.2. Khó khăn trong nhân giống và bảo quản chế phẩm vi sinh

Quá trình lên men quy mô lớn đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ, pH, oxy hòa tan và thời gian nuôi cấy. Trong khóa luận, hệ thống bioreactor 5L đã được sử dụng để tăng sinh đồng đều, đạt OD₆₀₀ > 4,0 sau 48–72 giờ. Tuy nhiên, việc sấy khô chế phẩm mà không làm mất hoạt tính vi sinh là thách thức lớn. Phương pháp phơi nắng虽 đơn giản nhưng dễ gây biến tính protein nếu nhiệt độ quá cao. Do đó, cần nghiên cứu phương pháp sấy lạnh hoặc đông khô để nâng cao chất lượng chế phẩm vi sinh tạo calcite.

III. Phương pháp tối ưu hóa chế phẩm vi khuẩn tạo calcite

Để tạo ra chế phẩm vi khuẩn tạo tủa calcite có hiệu suất cao và thời gian bảo quản dài, khóa luận đã áp dụng chiến lược đa bước: (1) định danh chính xác chủng vi khuẩn bằng sinh học phân tử; (2) so sánh hiệu quả tăng sinh giữa hai môi trường LB và DSM; (3) khảo sát tỷ lệ phối trộn với diatomite; và (4) đánh giá ổn định theo thời gian. Kết quả cho thấy môi trường DSM – giàu ion kim loại và nghèo dinh dưỡng – kích thích hình thành bào tử, giúp vi khuẩn tồn tại lâu hơn trong chế phẩm khô. Chế phẩm DD10° không chỉ duy trì mật độ vi khuẩn mà còn tăng khả năng tạo tủa theo thời gian, do bào tử nảy mầm khi gặp môi trường giàu urea và canxi (UCB). Đây là minh chứng cho vai trò then chốt của vi sinh vật khoáng hóa carbonate trong tái tạo đá vôi bằng vi khuẩn và phục hồi vật liệu xây dựng.

3.1. So sánh hiệu quả tăng sinh trong môi trường LB và DSM

Môi trường LB hỗ trợ tăng sinh tế bào sinh dưỡng nhanh nhưng không bền vững khi sấy khô. Ngược lại, DSM – mặc dù thời gian nuôi cấy dài hơn (72 giờ) – tạo ra bào tử có vỏ dày, chịu được điều kiện khô và kiềm. Sau 12 tuần, chế phẩm từ DSM (DD10°) đạt mật độ 6,7×10⁷ MPN/g, cao hơn đáng kể so với DL10⁸ (6,0×10⁵ MPN/g). Điều này khẳng định rằng tăng độ bền bê tông bằng vi khuẩn phụ thuộc vào khả năng duy trì dạng bào tử trong chế phẩm.

3.2. Đánh giá ổn định chế phẩm qua phương pháp MPN

Phương pháp pha loãng tới hạn MPN (Most Probable Number) được dùng để định lượng vi khuẩn sống trong chế phẩm theo thời gian. Mỗi mẫu được pha loãng và ủ trong môi trường UCB – nơi chỉ vi khuẩn tạo calcite mới phát triển và tạo tủa trắng. Số ống dương tính được tra bảng MPN để suy ra mật độ. Kết quả cho thấy DD10° không chỉ ổn định mà còn tăng mật độ từ tuần 4 đến tuần 12, chứng tỏ bào tử đã nảy mầm hiệu quả khi được hoạt hóa.

IV. Ứng dụng vi khuẩn tạo tủa calcite trong bê tông tự liền

Khả năng xử lý nứt gãy bê tông bằng vi khuẩn là ứng dụng nổi bật nhất của MICP. Khi nước thấm vào vết nứt, bào tử trong chế phẩm được kích hoạt, chuyển hóa urea và ion canxi thành calcite, bịt kín vết nứt từ bên trong. Khóa luận đã xác nhận thành phần tủa thu được chứa C-Ca-O – dấu hiệu đặc trưng của CaCO₃ – qua phân tích EDS. SEM cho thấy tinh thể calcite có hình thoi, dạng phổ biến nhất trong tự nhiên. Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây như của Huỳnh và cộng sự (2017) đã chứng minh Bacillus subtilis HUS58 có thể tăng cường độ chịu nén bê tông lên 30%. Nghiên cứu này bổ sung thêm chủng nội địa QN7, mở ra khả năng sản xuất xi măng sinh học từ nguồn vi sinh vật bản địa, phù hợp với điều kiện khí hậu và vật liệu xây dựng trong nước.

4.1. Cơ chế tự liền vết nứt nhờ vi khuẩn tạo đá

Khi vết nứt xuất hiện và nước xâm nhập, bào tử Bacillus subtilis trong diatomite nảy mầm, tiết urease phân giải urea trong môi trường (thường được trộn sẵn trong bê tông). Phản ứng làm tăng pH cục bộ, thúc đẩy Ca²⁺ từ xi măng hoặc phụ gia kết tủa thành calcite, lấp đầy khe nứt. Quá trình này không chỉ khôi phục tính toàn vẹn kết cấu mà còn tăng độ bền bê tông bằng vi khuẩn, giảm nhu cầu bảo trì và kéo dài tuổi thọ công trình.

4.2. Tiềm năng phát triển bê tông sinh học tại Việt Nam

Với lợi thế về nguồn vi sinh vật bản địa và vật liệu mang sẵn có (diatomite khai thác ở Lâm Đồng), Việt Nam có thể phát triển công nghệ sinh học trong xây dựng theo hướng xanh và bền vững. Các khóa luận tốt nghiệp vi sinh vật ứng dụng như của Bùi Thị Như Ý là nền tảng quan trọng để chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm ra thực tế. Tuy nhiên, cần thêm nghiên cứu về hiệu quả trên mẫu bê tông thật, chi phí sản xuất và quy chuẩn kỹ thuật để đưa bê tông sinh học vào tiêu chuẩn xây dựng quốc gia.

V. Tương lai của công nghệ vi sinh tạo calcite trong xây dựng

Công nghệ tái tạo vật liệu xây dựng sinh học dựa trên vi khuẩn tạo tủa calcite đang tiến gần đến ứng dụng thương mại. Hướng phát triển tiếp theo bao gồm: (1) mở rộng thời gian bảo quản chế phẩm lên 6–12 tháng; (2) thử nghiệm chất mang mới như tro bay, zeolite hoặc polymer sinh học; (3) tích hợp chế phẩm vào quy trình sản xuất bê tông quy mô lớn. Ngoài ra, việc kết hợp MICP với vật liệu nano hoặc sợi gia cường có thể tạo ra bê tông thông minh, vừa tự liền vừa cảm biến hư hỏng. Tại Việt Nam, cần xây dựng mạng lưới hợp tác giữa viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp xây dựng để đẩy mạnh nghiên cứu vi khuẩn tạo calcite tại Việt Nam, hướng tới mục tiêu giảm phát thải CO₂ và phát triển hạ tầng bền vững.

5.1. Đề xuất cải tiến chất mang và quy trình sản xuất

Diatomite tuy hiệu quả nhưng có thể được thay thế hoặc kết hợp với tro bay (FABC) – phụ phẩm nhiệt điện – để giảm chi phí và tái chế chất thải. Các nghiên cứu gần đây cho thấy tro bay cũng có khả năng cố định bào tử và cung cấp thêm silic, góp phần tăng cường độ bê tông. Ngoài ra, nên thử nghiệm sấy phun (spray drying) thay vì phơi nắng để đảm bảo đồng nhất và vô trùng cho chế phẩm vi sinh tạo calcite.

5.2. Triển vọng thương mại hóa xi măng sinh học

Với xu hướng xây dựng xanh toàn cầu, xi măng sinh học có tiềm năng thị trường lớn. Tuy nhiên, để thuyết phục nhà thầu, cần chứng minh hiệu quả kinh tế – kỹ thuật rõ ràng: chi phí tăng thêm <5% nhưng tuổi thọ công trình tăng 20–30%. Các khóa luận tốt nghiệp vi sinh vật ứng dụng cần mở rộng sang thử nghiệm thực địa, đo lường tốc độ liền vết nứt, khả năng chống thấm và độ bền cơ học sau 6–12 tháng, làm cơ sở cho tiêu chuẩn hóa sản phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay, ngành xây dựng trên thế giới ngày càng phát triển song song cùng với sự phát triển của các quốc gia. Dé đáp ứng tất cả các nhu cầu xây dựng, cần nhiều bê tông hơn. Dé sản xuất bê tông đòi hỏi một lượng lớn nhiên liệu. Bê tông là vật liệu xây dung được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới (Pierre-Claude Aitcin, 2000) và là một vật liệu có nhiều ưu điểm như: độ bền, chi phí thấp, cường độ nén cao, tính linh hoạt trong thiết kế và khả năng chống cháy, song đó bê tông cũng tồn tại một số khuyết điểm như xuất hiện các vết nứt sau một thời gian sử dụng (Shivangi Mathur và ctv, 2018) làm giảm độ bền của cấu trúc.

Việc sửa chữa bê tông đòi hỏi chi phí cao, nguồn lao động cũng như ảnh hưởng đến môi trường do phát sinh CO¿. Với van đề có tính cấp thiết như vậy các nhà khoa học đã nghiên cứu ra một loại bê tông tự liền bằng các vi sinh vật có khả năng tạo tủa calcite như một loại xi măng sinh học. Kha năng tạo kết tủa calcite do vi sinh vật (Microbe Inducing Calcite Precipitation — MICP) là một hiện tượng tự nhiên trong giới vi khuẩn. Các calcite được sản xuất là sản phẩm phụ của các hoạt động biến dưỡng như quang hợp, khử sunfat (M.Voordouw, 2003), khử nitrat, thủy phân urea, oxi hóa methane.

Việc ứng dụng vi khuẩn tao tủa calcite có lợi cho môi trường nhờ hấp thụ CO: tạo thanh tinh thé calcite (CaCO:). Trên thé giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về khả tạo tua calcite từ vi khuẩn và các ứng dụng tiềm năng của chúng. Ở nước ta đã có công bố nghiên cứu về khả năng tự liền vết nứt của mẫu bê tông nhờ sự khoáng hóa của vi khuân Bacillus subtilis HUS58 (N.Huỳnh và ctv, 2017) nhưng đây là vi khuân có nguồn gốc từ nước ngoài. Một trong những nhóm vi khuẩn được các nhà khoa học chọn nghiên cứu nhiều và được biết đến với kha năng tạo tủa calcite cao và có tiềm năng ứng dụng lớn là các loài vi khuẩn thuộc ho Bacillus, ví dụ như Bacillus pasteurii (hay Sporosareina pasteuri), Bacillus subtilis, Bacillus thurigiensis,.

Vi khuan nay san xuat được lượng urease cao, được phan lập trong đất, đá không gây bệnh, có khả năng sinh bào tử và có thê chịu đựng những điều kiện khắc nghiệt. Đề có thé ứng dụng rộng rãi và đưa vào sản xuất trên quy mô lớn, trên thực tế vi khuẩn cần được thử nghiệm phối trộn và bảo quản với các loại chất mang nhằm kéo dài thời gian tồn tại cũng như bảo đảm hoạt tính của vi sinh vật. Xuất phát những lý do trên, đề tài “Thử nghiệm tạo chế phẩm chứa vi khuẩn tạo tia calcite và khảo sát điều kiện bảo quản” đã được thực hiện dé làm nền tảng cho công trình nghiên cứu tạo xi măng sinh học đáp ứng nhu cầu thực tiễn hiện nay. Mục tiêu đề tài Tạo ra loại chế phẩm chứa chủng vi khuẩn tạo tủa calcite, với thời gian bảo quan chế phẩm lâu dài, làm nền tảng cho việc tạo xi măng sinh học phục vụ cho các nhu cầu thực tiễn hiện nay.

Nội dung thực hiện Đề tài được thực hiện với 3 nội dung chính sau đây: Nội dung 1: Định danh đến loài chủng vi sinh vật Baccillus sp. Nội dung 2: Tăng sinh chủng vi sinh vat Bacillus sp. và phối trộn với chat mang diatomite tạo ra chế phẩm vi sinh. Nội dung 3: Khảo sát khả năng tạo tủa các chế phẩm theo thời gian.

CHƯƠNG 2: TONG QUAN TÀI LIEU 2. Tổng quan về tủa calcite Calcite là khoáng vật cacbonat và là dang bền nhất của canxi cacbonat (CaCOs). Calcite là thành phần phô biến trong đá trầm tích, như đá vôi, xấp xi 10% đá trầm tích là đá vôi. Calcite là khoáng vật chính trong đá hoa biến chất.

Nó cũng xuất hiện ở các mạch khoáng trong mỏ ở các suối nước nóng, và nó thường tồn tại trong hang đá như là thạch nhũ và măng đá (James W. Calcite cũng có thé được thấy ở trong đá núi lửa, đá xuất xứ từ manti như carbonatite, kimberlite, nhưng ton tại ít ở peridotite. Calcite thường là thành phần chính của vỏ các loài sinh vật biển, như sinh vật phù du (gai vôi và trùng có lỗ, phần cứng của tảo đỏ. Các dạng khác là khoáng vật aragonite và vaterite.

Aragonite tong hop sẽ chuyên thành calcite ở nhiệt độ trên 300°C (Yoshioka và ctv, 1985), vaterite còn kém bén hon. Calcite giống như các loại muối carbonat, sẽ bị hòa tan trong phan lớn các loại axit. Calcite có thé bị hòa tan bởi nước ngầm hoặc lang đọng bởi nước ngầm, phụ thuộc vào một vài nhân tố trong đó có nhiệt độ nước, độ pH, và nồng độ ion hòa tan. Mặc du calcite khá khó tan trong nước lạnh, nhưng axit có thé lam calcite tan và giải phóng khí carbon dioxit.

Calcite thé hiện đặc tính bất thường, nó trở nên ít tan hơn trong nước khi nhiệt độ tăng. Khi điều kiện phù hop dé kết tua, calcite tạo thành lớp phủ khoáng vật han gắn các hat đá lại hoặc có thé lap đầy các vết nứt. Khi điều kiện phù hợp dé bị hòa tan, sự rửa trôi calcite có thé tăng đột ngột tính thâm, tính rỗng của đá, và nếu nó kéo dai trong một thời gian đài có thê tạo thành các hang lớn. Về tính chất, tinh thé calcite có dạng hình hộp thoi ba phương rất hiếm gặp trong tự nhiên (Hình 2.1) Tuy nhiên, chúng thé hiện tinh chất đa dạng từ hình hộp thoi nhọn đến tù, dạng phẳng, lặng trụ, hoặc hình tam giác lệch.

Bên cạnh đó, calcite còn có thể tồn tại ở thé sợi, hình hộp, lá mỏng, hoặc khối đặc (Robert M. Hazen và ctv, 2004). Tinh thé calcite có mau trang hoặc không màu, bóng có mau xám, đỏ, vàng, xanh, xanh lá, tim, nâu, thậm chí cả đen khi khoáng vật có lẫn tạp chất. @ca & Cc &o Hình 2.

Cấu trúc tinh thé calcite (Frank Heberling va ctv, 2010). Tổng quan về vi khuẩn có kha năng tạo tủa calcite Trong các công trình hạ tầng, bê tông thường xuyên phải chịu tải trọng lớn, vì vậy sau một thời gian dài sử dụng sẽ dẫn đến hình thành các vết nứt. Để khắc phục vấn đề này, nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu các loại bê tông có khả năng tự hồi phục những vết nứt nội tại với giá thành thấp và ít tốn công lao động là sử dụng vi sinh vật để sản xuất CaCO3 nhằm phục hồi vết nứt bê tông. Đây là giải pháp vừa an toàn, tự nhiên, vừa bền vững và không gây ô nhiễm môi trường (Kim Van Tittelboom va ctv, 2010; W.

Muynck va ctv, 2010). Kỹ thuật sửa chữa nay dựa trên các quá trình khoáng hóa sinh học, có khả năng chuyền hóa một nguồn canxi nào đó hiện hữu thành CaCO3. Nghiên cứu gan đây cho thấy, một số vi khuẩn ureolytic như Bacillus sphaericus và B. pasteurii có khả năng gây kết tủa CaCO; thông qua quá trình thủy phân urea, vì vậy có thể được sử dụng như một công cụ hiệu quả dé phuc hồi vết nứt (Shannon Stocks-Fischer va ctv, 1999; Jan Dick va ctv, 2006).

ĐỀ tạo ra một ion carbonate, 2 ion ammonium phải được hình thành, dẫn đến nguy cơ thải ra một lượng thừa nitơ vào môi trường. Đề khắc phục hạn chế nay, năm 2011, Jonkers và ctv đã đề xuất sử dụng quá trình trao đổi chất dé chuyển hóa hợp chất hữu cơ thành CaCOs. Cụ thể, các thành phan acid hữu cơ trong vi khuẩn có thé bị oxy hóa trong không khí dé hình thành CO. Khí CO¿ trong môi trường kiềm sẽ dé dàng chuyên hóa thành ion carbonate.

Cơ chế tạo kết tủa calcite của vi khuẩn Trong tự nhiên, vi khuan được cảm ứng dé tạo ra kết tủa calcite thông qua nhiều cơ chế khác nhau, bao gồm các hoạt động biến dưỡng như: quang hop, thủy phân urea, khử sulfate, oxi hóa ky khí sulfide, oxi hóa methane, con đường tao biofilm và các hợp chat polymer ngoại bảo (Tingting Zhu và Maria Dittrich, 2016). Trong đó quá trình hình thành kết tủa calcium carbonate nhờ vi sinh vật thông qua con đường thủy phân urea bang urease là phương pháp phổ biến nhất trong tự nhiên va đã được báo cáo trong một số nghiên cứu trước đây (S. Ramachandran và ctv, 2001; C. Gavimath và ctv, 2012; S.

Maheswaran và ctv, 2014). Thủy phân urea thường theo một loạt các phản ứng hóa học dẫn đến sự hình thành amoniac (NH3) va carbon dioxide (CO2 ) (1). Carbon dioxide nhanh chóng phân hủy khi có nước thành bicarbonate (HCO3) và nó phản ứng với các ion hydroxyl dé tạo thành các ion carbonate (3) và (4).Do đó, với sự có mặt củacác ion canxi (Ca?"), calcite (CaCO¿) bị kết tủa (5). Toản bộ quá trình thủy phân urea và hình thành canxi cacbonat được trình bày trong biểu thức (6) (S.

Castanier và ctv, 1999; Burne và Chen, 2000). (1) CO(NH;); + HO —¬2NH: + CO; (2) 2NH3 + 2HạO —› 2NH;* + 2OH- (3) COz+ HạO + HCO; + Ht (4) HCO;' + Ht + 20H: «+ COz? + 2HạO (5) Ca?! + CO3* > CaCOs | (6) CO(NH¿)z+ 2H20 + Ca?'—› NH' +Caco; Ỷ ;. \ Ca?*attracted \ to Cell: 2NH,+ 2H,0 -> 2NH,* + 20H CO,+ OH: > HCO, Ca?*+ HCO, + OH’ > CaCO, + H,O Net Urea Hydrolysis Reaction: NH;-CO-NH; +3H;O > 2NH,* + HCO, + OH’ Net pH increase: {OH'] generated from NH,* production >> [Ca”*] Hình 2. Quá trình thủy phân urea tạo kết tủa calcite.

Giới thiệu về vi khuẩn Bacillus sp. Vi khuẩn Bacillus sp. có hình que, thường là Gram dương, có khả năng di động, hô hap hiếu khí hay ki khí tùy nghi, hầu hết có phản ứng catalase dương tinh và sử dụng khí oxi làm chất nhận electron trong quá trình trao đôi chat. Bacillus subtilis trở thành loài được nghiên cứu nhiều nhất trong chi Bacillus do khả năng tự nhiên của nó trong việc hap thu DNA ngoại bào, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình biến đổi gen và xuất hiện bảo tử ở các điều kiện khắc nghiệt.

Giới thiệu về chế phẩm vi sinh và chat mang 2. Chế phẩm sinh học Chế phẩm vi sinh là các chế phẩm có nguồn gốc từ vi sinh vật hữu ích, được tạo ra bằng con đường sinh học, rất đa dạng với nhiều tên thương mại khác nhau. Thành phan của chế phẩm vi sinh rất da dạng, có thé chứa chỉ một loài hay rất nhiều loài vi khuẩn, có thé bé sung thêm các men phân giải hữu cơ, các vitamin hay các chất chiết xuất sinh học. Chế phẩm vi sinh được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lãnh vực như nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, xử lý ô nhiễm môi trường,.