1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Phân lập, chọn lọc và định danh các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thu CO2 và định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính

Đồ án tốt nghiệp: Phân lập, chọn lọc và định danh các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thu CO2 và định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính

Đồ án tốt nghiệp: Phân lập, chọn lọc và định danh các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thu CO2 và định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính được thực hiện với mục tiêu nhằm xây dựng bộ sưu tập vi khuẩn quang hợp và định danh tới mức các loài vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thụ CO2. Mời các bạn cùng tham khảo. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP, CHỌN LỌC VÀ ĐỊNH DANH CÁC CHỦNG VI KHUẨN QUANG HỢP CÓ KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 VÀ ĐỊNH HƯỚNG LÀ

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 75

Ngày tạo 10/11/2021 12:38:49 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 3.91 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Phân lập, chọn lọc và định danh ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP, CHỌN LỌC VÀ ĐỊNH DANH CÁC CHỦNG VI KHUẨN QUANG HỢP CÓ KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 VÀ ĐỊNH HƯỚNG LÀM GIẢM HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: TS. HOÀNG QUỐC KHÁNH HVCH NGÔ ĐỨC DUY Sinh viên thực hiện : CHÂU TUẤN VĂN MSSV: 1411100262 Lớp: 14DSH01 TP. Hồ Chí Minh, 2018
  2. LỜI CAM ĐOAN Đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự hướng dẫn thầy Ngô Đức Duy, thực hiện tại Viện Sinh học Nhiệt đới. Những số liệu và kết quả phân tích trong đề tài này hoàn toàn trung thực, không sao chép từ bất kì nguồn tài liệu tham khảo nào khác dưới bất kỳ hình thức nào. Một số nội dung trong đồ án tốt nghiệp có tham khảo và sử dụng dữ liệu trích dẫn được công bố công khai trên các bài báo khoa học, website, tác phẩm theo danh mục tài liệu tham khảo của đồ án. Nếu có bất cứ sự sao chép và không trung thực trong bài báo này, người thực hiện đề tài xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Viện Khoa học ứng dụng Hutech và trước ban giám hiệu trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. Ngày … tháng … năm 2018 Sinh viên thực hiện Châu Tuấn Văn
  3. LỜI CÁM ƠN Trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp ở Viện Sinh Học Nhiệt Đới Thủ Đức, được sự hướng dẫn tận tình của các Thầy cô, các anh chị và các bạn , em đã hoàn thành tốt báo cáo này. Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: TS. Hoàng Quốc Khánh, Trưởng phòng Vi Sinh ứng dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, Thầy đã tạo điều kiện cho em được làm đề tài. Thầy Ngô Đức Duy, TS. Nguyễn Hoàng Dũng và chị Loan phòng Vi Sinh ứng dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã tận tình chỉ bảo, giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp. Các bạn lớp 14DSH01 đã luôn đồng hành, chia sẻ và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. Cuối cùng, con xin cám ơn Ba Mẹ, đã nuôi nấng, chăm sóc và tạo mọi điều kiện cho con ăn học thành người có ích cho xã hội.
  4. Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. i DANH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................................ii DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... iii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................. 1 2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .......................................................... 2 3. Mục tiêu đề tài ...................................................................................................... 3 4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 3 5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 3 6. Các kết quả đạt được của đề tài ............................................................................ 4 7. Kết cấu của đề tài ................................................................................................. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 5 1.1 Tổng quan về khí CO2 (Carbon dioxide) ................................................................... 5 1.1.1 Khái niệm và nguồn gốc khí CO2 ...................................................................... 5 1.1.2 Lợi ích của khí CO2 ........................................................................................... 5 1.1.3 Tác hại của khí CO2 ........................................................................................... 6 1.1.4 Tình hình phát thải khí CO2 trên thế giới và Việt Nam ..................................... 8 1.1.5 Các biện pháp giảm thiểu khí thải CO2 ........................................................... 10 1.2 Tổng quan về vi khuẩn quang hợp .......................................................................... 12 1.2.1 Giới thiệu chung về vi khuẩn quang hợp ......................................................... 12 1.2.2 Nguyên lý chung quá trình quang hợp và khả năng cố định CO2 .................... 14 1.2.3 Ảnh hưởng các nhân tố hóa lý đến sinh trưởng vi khuẩn quang hợp .............. 16 1.2.4 Ứng dụng của vi khuẩn quang hợp .................................................................. 16 1.3 Phương pháp định danh bằng kỹ thuật sinh học phân tử………………………….18 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .......................................................... 19 2.1 Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu ......................................................... 19 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 19 2.1.2 Thời gian nghiên cứu ....................................................................................... 19 2.1.3 Đối tưởng nghiên cứu....................................................................................... 19
  5. Đồ Án Tốt Nghiệp 2.1.4 Nguồn mẫu ....................................................................................................... 19 2.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ................................................................................... 20 2.2.1 Hóa chất ........................................................................................................... 20 2.2.2 Dụng cụ ............................................................................................................ 21 2.2.3 Thiết bị ............................................................................................................. 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 21 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu ....................................................................................... 21 2.3.2 Quy trình phân lập và định danh ...................................................................... 23 2.3.3 Phương pháp tăng sinh mẫu ............................................................................. 23 2.3.4 Phương pháp phân lập mẫu .............................................................................. 23 2.3.5 Phương pháp, kỹ thuật nhuộm Gram ............................................................... 23 2.3.6 Phương pháp khảo sát sự tăng trưởng vi khuẩn ở các nồng độ muối khác nhau………………………………………………………………………………...24 2.3.7 Phương pháp khảo sát sự tăng trưởng và sử dụng nguồn CO2 của vi khuẩn quang hợp………………………………………………………………………….24 2.3.8 Phương pháp tách chiết DNA vi khuẩn………………………..…………….25 2.3.9 Khuyếch tán DNA bằng phương pháp Polymerase Chain Reaction (PCR)……………………………………………………………………………....26 2.3.10 Gỉai trình tự DNA và định danh……………………………..………….….27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN………………………………………….28 3.1 Kết quả thu mẫu……………………………………………………………….….33 3.2 Kết quả tăng sinh mẫu.............................................................................................33 3.3 Kết quả phân lập và đặc điểm hình thái..................................................................36 3.4 Kết quả quan sát hình thái vi khuẩn ........................................................................ 38 3.5 Kết quả khảo sát khả năng chịu mặn ....................................................................... 41 3.6 Kết quả khảo sát khả năng hấp thụ CO2………………………………………..…46 3.7 Định danh ................................................................................................................ 49 3.7.1 Ly trích, thu nhận DNA ................................................................................... 49 3.7.2 Kết quả PCR ..................................................................................................... 49 3.8 kết quả định danh………………………………………………………………….50 3.8.1 Trình tự vung gene của 4 chủng RL1, CM23, CM24, CM34.3………….…..50
  6. Đồ Án Tốt Nghiệp 3.8.2 Thiết lập cây phát sinh loài……………………………………………….….52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 53 4.1 Kết luận.................................................................................................................... 53 4.2 Kiến nghị ................................................................................................................. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 54 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. 56
  7. Đồ Án Tốt Nghiệp
  8. Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BIM : Basic Isolation Media LHQ : Liên Hợp Quốc NCBI : National Center for Biotechnology Information PCR : Polymerase Chain Reaction rDNA : Ribosomal Deoxyribo Nucleic Acid rRNA : Ribosomal Ribonucleic Acid i
  9. Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ về chu trình Calvin…………………………………………………..15 Hình 2.1 Mô phỏng vị trí lấy mẫu tại Đức Hòa (A) và Ngọc Hiển (B)………………19 Hình 2.2 Quy trình phân lập và định danh vi khuẩn quang hợp……………………...22 Hình 2.3 Mô hình thí nghiệm thổi khí vào môi trường lỏng………………………….25 Hình 2.4 Chu trình phản ứng PCR 16S rRNA………………………………………..27 Hình 3.1 Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn đã được phân lập và làm thuần trên môi trường BIM agar……………………………………………………...38 Hình 3.2 Đặc điểm hình thái của một số chủng vi khuẩn được quan sát dưới ống kính hiển vi với vật kính 100X……………………………………………………………..40 Hình 3.3 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 5‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày....41 Hình 3.4 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 10‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày...42 Hình 3.5 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 15‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày..42 Hình 3.6 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 20‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày...43 Hình 3.7 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 25‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày..43 Hình 3.8 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 30‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày..44 Hình 3.9 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 35‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày..44 Hình 3.10 Giá trị OD660nm ở nồng độ muối 40‰ của các chủng vi khuẩn sau 7 ngày.45 Hình 3.11 Kết quả ly trích DNA của 5 chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1, RL8 trên gel agarose 1%.......................................................................................................49 Hình 3.12 Kết quả điện di sản phẩm PCR của 5 chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1 trên gel agarose 1%...............................................................................................49 Hình 3.13 Kết quả điện di sản phẩm PCR sau khi tinh sạch bằng bộ kit của 5 chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1 trên gel agarose 1%..................................................50 Hình 3.14 Cây phát sinh loài dựa trên phân tích trình tự vùng gene…………….……52 ii
  10. Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Khí thải CO2 toàn cầu, giai đoạn 2000 – 2017……………………….……9 Bảng 1.2 Một số đặc điểm của vi khuẩn tía lưu huỳnh và không lưu huỳnh ……….13 Bảng 2.1 Các thành phần cơ bản của môi trường nuôi cấy………………………….21 Bảng 3.1 Danh sách các nguồn mẫu từ Long An và Cà Mau………………….….....29 Bảng 3.2 Danh sách mẫu tăng sinh từ các nguồn mẫu Long An và Cà Mau……..….33 Bảng 3.3 Hình ảnh một số ống mẫu tăng sinh có sự thay đổi màu rõ rệt………..…...34 Bảng 3.4 Danh sách các chủng đã được phân lập từ 38 ống mẫu tăng sinh…….…...36 Bảng 3.5 Kết quả đặc điểm hình thái vi khuẩn……………………………………....38 Bảng 3.6 Giá trị OD660nm của các chủng cao hơn 0,3 ở nồng độ 4% sau 7 ngày….…46 Bảng 3.7 Giá trị OD660nm, khả năng hấp thụ CO2 của các chủng vi khuẩn ngày 1…..46 Bảng 3.8 Giá trị OD660nm, khả năng hấp thụ CO2 của các chủng vi khuẩn ngày 3…..47 Bảng 3.9 Giá trị OD660nm, khả năng hấp thụ CO2 của các chủng vi khuẩn ngày 5…..48 iii
  11. Đồ Án Tốt Nghiệp MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Sự nóng lên toàn cầu (Global Warming) đã và đang là một trong những vấn đề nguy hại có tầm ảnh hưởng to lớn trên toàn thế giới. Nóng lên toàn cầu là hiện tượng nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái đất tăng lên, dẫn đến tình trạng biến đổi khí hậu. Những nhân tố có thể làm cho sự biến đổi khí hậu xuất hiện là thay đổi bức xạ khí quyển, bao gồm các quá trình như biến đổi bức xạ mặt trời, độ lệch quỹ đạo của Trái Đất, quá trình kiến tạo núi, kiến tạo trôi dạt lục địa và sự thay đổi nồng độ khí nhà kính. Khí thải CO2 có lẽ là một trong những nhân tố chính dẫn đến hiện tượng trên là do sự phát thải đáng kể của khí thải này từ các hoạt động đốt cháy nhiên liệu hóa thạch cùng các loại khí thải khác, khiến lượng nhiệt bị giữ lại trong bầu khí quyển, do đó dẫn đến nhiệt độ Trái đất tăng lên. Biến đổi khí hậu không còn là một thuật ngữ, giả thuyết mơ hồ được nghiên cứu bởi những nhà khí tượng học đưa ra, hiện tượng này dần trở thành một mối đe dọa hàng đầu đối với nhân loại và sự sống trên trái đất. Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu do có bờ biển dài. Cụ thể là, thời tiết ở Việt Nam những năm gần đây ngày càng bất thường có thể kể đến như hạn hán, ngập lụt, sạt lở, giông tố, bão lũ có diễn biến phức tạp, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nền kinh tế phụ thuộc nhiều vào sản xuất nông nghiệp của nước ta. Trước sự thách thức trên, Công ước Khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu (United Nations Framework Convention on Climate Change) được thành lập cùng với sự tham gia của 155 quốc gia trong đó có Việt Nam nhằm chung tay góp sức cải thiện môi trường bằng cách hạn chế sự phát thải tối đa và duy trì sự ổn định khí nhà kính trong khí quyển ở mức có thể ngăn ngừa sự can thiệp nguy hiểm của con người đối với hệ thống khí hậu. Những biện pháp để giảm thiểu khí thải CO2 hiệu quả thông qua những hành động hằng ngày như là: chuyển dần sang đi bộ, đạp xe đạp,chạy xe điện, hạn chế sự dụng xe máy, ô tô; hạn chế sự dụng nguồn năng lượng từ củi ,than đốt hay gas, thay thế bằng năng lượng mặt trời; tích cực trồng cây,…Ngoài ra, rất nhiều giải pháp công nghệ, hóa học, sinh học được đề xuất trong và ngoài nước để có thể cứu vác kịp thời sự hiểm họa này. Trong đó con đường sinh học hiện đại được xem là 1
  12. Đồ Án Tốt Nghiệp có triển vọng, những công nghệ, chế phẩm bắt nguồn từ vi sinh vật được sử dụng trong xử lý môi trường có hiệu quả suốt thập kỷ qua. Cho nên con đường tìm kiếm vi sinh vật cụ thể là các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng cố định CO2 là một bước đi mới nhằm giải quyết vấn đề cấp bách trên. Các chủng vi khuẩn quang hợp, đặc biệt là quang dị dưỡng có khả năng sử dụng CO2 là nguồn carbon để duy trì sự sống thông qua nhiều con đường cố định carbon khác nhau. Trong đó có thể kể đến chu trình Calvin là chu trình quan trong nhất trong quá trình cố định CO2 . Việt Nam là một đất nước được đánh giá cao về tính đa dạng sinh học, có triển vọng tốt cho việc nghiên cứu và phân lập các chủng vi khuẩn có khả năng trên, đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết khí thải nói riêng và sự nóng lên toàn cầu nó chung, là bước đệm để triển khai cho những đề tài nghiên cứu mới về sau. Chính vì những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu: “Phân lập, chọn lọc và định danh các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thu Carbon dioxide và định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính” 2. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước • Nghiên cứu trong nước − Nghiên cứu nhân nuôi và sử dụng vi khuẩn Rhodobacter để sử lý chất hữu cơ và Sulfide trong nước nuôi trồng thủy hải sản của Thạc sĩ Mỵ Trần Hương Trà được công bố vào năm 2015. Khả năng xử lý chất hữu cơ trong môi trường nước thải nuôi trồng thủy hải sản giả định của chủng vi sinh vật này khá cao, với hiệu suất xử lý từ 58 – 87%. Hiệu suất xử lý Sulfide trong môi trường nước thải nuôi trồng thủy sản giả định của chủng vi sinh vật này sau 7 là từ 86.7-100%, gần như loại bỏ hoàn toàn Sulfide [1]. − Phân lập, đánh giá các đặc điểm sinh học và định danh phân tử các chủng vi khuẩn quang hợp tía phục vụ chế tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu của Nguyễn Thị Hương Giang được công bố vào năm 2012. Đề tài nghiên cứu đặc điểm và khả năng tăng trưởng từ những môi trường nước khác nhau, từ đó tiến hành thu nhận sinh khối, ứng dụng và sản xuất chế phẩm vi sinh hữu hiệu trong xử lý nước thải môi trường [2]. 2
  13. Đồ Án Tốt Nghiệp • Nghiên cứu ngoài nước − Phân lập và định danh vi khuẩn quang hợp sản xuất coenzyme Q10 của Fang LC, Huang XF, Du ZH, Yuan J, Wei H, Cheng HH, Liu Y được công bố vào năm 2005. Trong đề tài này, 13 chủng vi khuẩn quang hợp tía được phân lập và xác định hàm lượng sản sinh coenzyme Q10 cao nhất, định hướng và ứng dụng trong y học và sức khỏe [3]. − Phân lập, định danh và tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng vi khuẩn quang hợp từ hải sản nhằm muc đích xử lý nước thải của Prasertsan P, Choorit W, Suwanno S. Đuọc công bố vào năm 1993. Đề tài chủ yếu nghiên cứu điều kiện tăng trưởng tối ưu của vi khuẩn quang hợp tía, khả năng sản sinh sinh khối trong các yếu tố khác nhau, định hướng xử lý nước thải môi trường, [4] 3. Mục tiêu đề tài Xây dựng bộ sưu tập vi khuẩn quang hợp và định danh tới mức các loài vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thụ CO2. 4. Nội dung nghiên cứu − Phân lập vi khuẩn quang hợp, gram âm, hiếu hoặc kị khí, hóa tự dưỡng hoặc dị dưỡng từ nguồn nước trồng lúa thuộc các tỉnh Long An, Cà Mau. − Kiểm tra hình thái , các đặc điểm sinh học của các chủng vi khuẩn phân lập được − Chọn lọc các dòng vi khuẩn có khả năng cố đinh CO2 bằng cách khảo sát sự tăng trưởng của chúng trong điều kiện dinh dưỡng có sục khí CO2. − Định danh đến loài các chủng bằng phương pháp giải trình tự DNA mã hóa cho ribosome 16S. − Bảo quản giống bằng phương pháp lạnh sâu có bổ sung 15% glycerol − Ly trích DNA và khuyếch đại đoạn gene các chủng mong muốn bằng phương pháp PCR. Định danh tới loài bằng phương pháp giải trình tự rDNA 16S, phân tích trình tự và xây dựng cây phát sinh loài. 5. Phương pháp nghiên cứu − Phương pháp phân lập, làm thuần và tăng sinh vi khuẩn quang hợp. − Phương pháp kiểm tra hình thái vi khuẩn bằng kỹ thuật nhuộm Gram. 3
  14. Đồ Án Tốt Nghiệp − Phương pháp khảo sát khả năng chịu mặn của vi khuẩn bằng phương pháp đo OD660. − Phương pháp khảo sát khả năng hấp thu CO2. − Phương pháp tách chiết và thu nhận bộ gen DNA. − Phương pháp PCR dựa trên đoạn mồi 27F và 1492R. − Phương pháp sinh tin học dựa trên các phần mềm (ChromasPro 1.5.0.0, MEGA5 5.0.1.120, seaview4 4.32.0.0). 6. Các kết quả đạt được của đề tài − Kết quả phân lập và làm thuần đuọc các chủng vi khuẩn quang hợp chịu mặn cao và có khả năng hấp thu CO2. − Kết quả thu nhận được bộ gene DNA. − Kết quả khuyếch đại đoạn gene bằng phương pháp PCR. 6. Kết cấu của đề tài Đề tài bao gồm 4 chương Chương 1: tổng quan tài liệu Chương 2: vật liệu và phương pháp nghiên cứu Chương 3: kết quả và biện luận Chương 4: kết luận và kiến nghị 4
  15. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về khí CO2 (Carbon dioxide) 1.1.1 Khái niệm và nguồn gốc khí CO2 Carbon dioxide, có công thức hóa học là CO2, hay còn đuọc biết đến tên gọi khác là Carbonic anhydride, carbonic acid. Carbon dioxide là một loại khí không màu nặng hơn hơn không khí. Carbon dioxide không cháy. Ở nồng độ thấp, khí carbon dioxide không có mùi. Ở nồng độ cao, nó có độ sắc nét, có tính axit mùi. Ở nhiệt độ bình thường, carbon dioxide không phản ứng với nhiều vật liệu khác . Carbon dioxide hòa tan trong nước để tạo thành cacbonic axit. Nó có thể dễ dàng và an toàn hóa lỏng, kiên cố hóa, xử lý và lưu trữ.[5] Carbon dioxide thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí. Nó cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào. Khí carbon dioxide thải vào khí quyển do việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch "chiếm 99,4% lượng khí thải CO2 trong năm 2013" [6]. Carbon dioxide là khí nhà kính lâu đời quan trọng nhất trong khí quyển Trái đất. Kể từ khi cuộc cách mạng công nghiệp phát thải nhân loại - chủ yếu từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và phá rừng - đã nhanh chóng tăng nồng độ của nó trong khí quyển, dẫn đến sự nóng lên toàn cầu. Carbon dioxide cũng gây ra acid hóa đại dương bởi vì nó hòa tan trong nước để tạo thành carbonic acid. [7] 1.1.2 Lợi ích của khí CO2 Ngày nay, tác hại khí thải CO2 là một trong những đề tài xôn xao và nhức nhối trong xã hội hiện nay. Nhưng chúng ta không thể phủ nhận rằng, ngay từ đầu khí thải nhà kính này là một nhân tố vô cùng quan trọng và ý nghĩa cho sự sống muôn loài trên trái đất. Đã có một khoảng thời gian dài hành tinh xanh này bị nhấn chìm và phủ đầy bởi các dải băng lục địa, có nghĩa rằng sự biến đổi khí hậu xảy ra khi nhiệt độ giảm xuống lâu dài, đó chính là thời kỳ Kỷ băng hà. Nhưng nhờ có hoạt động núi lửa giải phóng CO2 và chính nhờ nó đã làm bầu khí quyển ấm hơn và hình thành sự sống đa dạng, phức tạp như bây giờ. 5
  16. Đồ Án Tốt Nghiệp Trong cái nhìn thực tế hơn, khí CO2 giúp ích cho cây cối phát triển và hữu dụng trong nền Công nghiệp, thực phẩm,y học và các hoạt động đời sống thường ngày. Cụ thể là, Trong công nghệ thực phẩm, CO2 được sử dụng để tạo gas cho nhiều thức uống, lưu trữu và vận chuyển thực phẩm đông lạnh,…Trong công nghiệp, khí CO2 được dùng để vận hành các hệ thống khí nén trong nhà máy, làm giảm độ ẩm trong hệ thống giúp kéo dài tuổi thọ, và ít tốn chi phí bảo trì. Không những thế, CO2 còn là khí bơm và lựa chọn trong phẫu thuật nội sôi vì chúng không màu, không dễ cháy. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, mặc dù CO2 là khí thải độc hại, nhưng xét về kinh tế, hóa chất này vẫn có thể biến thành nguyên liệu thân thiện với môi trường trong ngành công nghiệp hóa chất. Chúng ta hiện đang sản xuất nhiều loại hóa chất cần thiết từ CO2 như thuốc bảo vệ thực vật, nhựa, thuốc trừ sâu, phân bón, salicylic acid, nhiên liệu và các nguyên liệu khác. 1.1.3 Tác hại của khí CO2 Khi trái đất ấm lên nhờ có khí thải CO2 từ thiên nhiên để cân bằng sự sống, thấy được lợi ích từ khí thải này, con người đã lạm dụng chúng quá mức thông qua những hoạt động trực tiếp và gián tiếp, sự biến đổi khí hậu một lần nữa đã và đang thay đổi khiến cho trái đất nóng dần lên, thuật ngữ “Sự Nóng lên toàn cầu” bắt đầu được đề cập tới để miêu tả vấn đề trên. Lượng khí CO2 tồn tại trong bầu khí quyển vẫn đang ngày một tăng lên mức báo động. Những tác hại có thể được kể đến như: ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe con người và sinh vật khác; khởi tạo ra các thiên tai như hạn hán, ngập lụt, sạt lở, giông tố, bão lũ; làm băng tan chảy nước biển dâng cao; phá hủy hệ sinh thái; gây ra hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu,.. Trái đất đang ngày càng nóng lên và con người nhận ra những tác hại rõ ràng từ sự nóng lên toàn cầu này: nền nông nghiệp rối loạn, cơ sở hạ tầng xuống cấp cùng với nguồn năng lượng dần cạn kiệt…5 tác hại kinh hoàng của sự nóng lên toàn cầu có thể được đề cập đến là: 1. Thiếu lương thực, thực phẩm Chỉ theo tính toán riêng ở Mỹ, năng suất cây trồng của ngô, lúa mì hay bông ở vùng thung lũng trung tâm California sẽ giảm đến 30% trong vài thập kỉ tới. 6
  17. Đồ Án Tốt Nghiệp Nguyên nhân được cho là do sự tăng lượng carbon trong không khí, sự sụt giảm về số lượng loài ong dẫn đến quá trình thụ phấn bất thành… Ngoài ra, biến đổi khí hậu cũng sẽ ảnh hưởng đến giá thành chế biến, lưu trữ và vận chuyển lương thực, đẩy giá lương thực tăng cao do tăng nhu cầu về nguồn nước và năng lượng. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến nền kinh tế cũng như người tiêu dùng.[8] 2. Khủng hoảng năng lượng Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng tạo nên một vòng luẩn quẩn của biến đổi khí hậu. Từ năm 1970, nhu cầu sưởi ấm của toàn cầu đã giảm trong khi nhu cầu làm mát tăng vọt. Nhiệt độ sẽ ngày càng tăng lên trong các thập kỉ tới, sự gia tăng nhanh chóng của dân số toàn cầu cũng kéo theo nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một tăng. Điều này góp phần thúc đẩy sự phát triển trong việc xây dựng các nhà máy – nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu. Trong khi đó, lượng mưa được dự báo sẽ giảm đến 40% ở một số nơi, làm giảm lượng nước – một thành phần quan trọng trong sản xuất thủy điện. Do đó, khủng hoảng năng lượng sẽ là một cơn ác mộng thực sự.[8] 3. Phá hỏng cơ sở hạ tầng Cơ sở hạ tầng giao thông vận tải đã “lão hóa” sẽ không thể chống chọi tốt trước khí hậu khắc nghiệt. Càng ngày, thiên nhiên càng trở nên hung dữ và đáng sợ hơn với những cơn bão hàng năm được nhận xét là vô cùng mạnh. Theo thống kê, siêu bão Sandy tàn phá nước Mỹ năm ngoái đã cướp đi hơn 90 mạng người và gây thiệt hại gần 50 tỷ USD (hơn 1 triệu tỷ VNĐ) đối với nền kinh tế hàng đầu thế giới này. Chính sự xuống cấp, “lão hóa” của cơ sở vật chất theo năm tháng cũng như trải qua các thiên tai sẽ là một bất lợi lớn khi cần vận chuyển các mặt hàng thiết yếu như thực phẩm, nhiên liệu, nước đến nơi cần trợ giúp.[8] 4. Gây hạn hán Nhiệt độ Trái đất tăng kéo theo sự gia tăng của nạn hạn hán ở khắp nơi. Lưu lượng nước chỉ là hữu hạn nhưng nhu cầu sử dụng vẫn tăng nhanh, đặc biệt ở một số nước đang phát triển. 7
  18. Đồ Án Tốt Nghiệp Nạn hạn hán hoành hành ở nhiều nơi và ngày càng tồi tệ hơn. Nguy cơ hạn hán kéo dài rất dễ xảy ra, điều này gây nguy hiểm đến sự phát triển của nền nông nghiệp cũng như các ngành công nghiệp phụ thuộc vào nước.[8] 5. Không khí ngày càng bị ô nhiễm nặng Sự ấm lên của Trái đất cũng kéo theo tình trạng ô nhiễm không khí. Tình trạng ô nhiễm khói bụi dài hạn cũng ảnh hưởng tới quá trình hình thành mây và lượng mưa, khiến các điều kiện thời tiết khắc nghiệt trầm trọng thêm. Sự gia tăng lượng ozon trong khí quyển dẫn đến việc nhiều người mắc bệnh về phổi và theo tính toán, số lượng bệnh nhân hen suyễn dự kiến sẽ tăng đến 10% tại các đô thị lớn. Các nhà khoa học cho rằng, lượng khí carbon ngày một dày đặc sẽ gây ảnh hưởng lớn đến các bệnh nhân bị dị ứng.[8] 1.1.4 Tình hình phát thải khí CO2 trên thế giới và Việt Nam Khí thải CO2 liên quan đến năng lượng toàn cầu đã tăng 1,4% trong năm 2017, tăng 460 triệu tấn (Mt), và đạt mức cao lịch sử 32,5 Gt. Sự tăng trưởng của năm ngoái là sau ba năm phát thải bằng phẳng và tương phản với mức giảm mạnh cần thiết để đáp ứng các mục tiêu của Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu. Sự gia tăng lượng khí thải carbon, tương đương với lượng phát thải 170 triệu xe, là kết quả của tăng trưởng kinh tế toàn cầu mạnh mẽ 3,7%, giá nhiên liệu hóa thạch thấp hơn và nỗ lực tiết kiệm năng lượng yếu hơn. Ba yếu tố này đã góp phần thúc đẩy nhu cầu năng lượng toàn cầu tăng 2,1% vào năm 2017. Tuy nhiên, xu hướng phát triển khí thải ngày càng không phổ biến. Trong khi hầu hết các nền kinh tế lớn nhìn thấy sự gia tăng phát thải carbon, một số nền kinh tế khác lại suy giảm, chẳng hạn như Hoa Kỳ, Anh, Mexico và Nhật Bản. Sự suy giảm lớn nhất đến từ Hoa Kỳ, nơi mà lượng khí thải giảm 0,5%, hoặc 25 Mt, xuống còn 4810 Mt CO2, đánh dấu năm thứ ba liên tiếp suy giảm. Trong khi chuyển đổi từ than sang khí đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải trong những năm trước, năm ngoái, sự suy giảm là kết quả của việc sản xuất điện dựa trên năng lượng tái tạo cao hơn và sự suy giảm nhu cầu điện. Tỷ trọng tái tạo trong sản xuất điện đạt mức kỷ lục 17%, trong khi tỷ trọng điện hạt nhân giữ ổn định ở mức 20%.[9] 8
  19. Đồ Án Tốt Nghiệp Bảng 1.1 Khí thải CO2 toàn cầu, giai đoạn 2000 - 2017 (Nguồn trích từ International Energy Agency, 2017) Trên lộ trình phấn đầu thành một nước công nghiệp, những năm qua, Việt Nam đã đạt được những bước tiến đáng kể trong công tác giảm nghèo và nâng cao phúc lợi xã hội. Tuy nhiên, chính sự phát triển này cũng là một trong những nguyên nhân làm tăng nhanh lượng phát thải khí CO2. Mặc dù chưa có nghĩa vụ phải cắt giảm phát thải khí nhà kính nhưng lượng khí nhà kính của Việt Nam rất đáng báo động, đặc biệt mức phát thải đang liên tục tăng, từ mức trên 21 triệu tấn CO2 trong năm 1990 lên 150 triệu tấn năm 2000. Dự tính lượng CO2 này sẽ tăng lên 300 triệu tấn vào năm 2020. Trong đó lĩnh vực năng lượng phát thải khí nhà kính nhiều nhất với 141.171 triệu tấn chiếm 53,1% tổng phát thải, tiếp theo là lĩnh vực nông nghiệp với 88.355 triệu tấn chiếm 33,2% tổng phát thải. [10] Sự tăng nhanh về phát thải khí nhà kính đã góp phần không nhỏ đến việc làm trầm trọng hơn thời tiết cực đoan của Việt Nam. Thống kê cho thấy, trong vòng 10 năm trở lại đây, các loại thiên tai như: Bão, lũ, lụt, lũ quét, sạt lở đất, úng, hạn hán, xâm nhập mặn và các thiên tai khác đã làm chết và mất tích hơn 9.000 người, giá trị thiệt hại về tài sản ước chiếm khoảng 1,5% GDP/năm. Ðiều đáng lo ngại, những biến động bất thường của thời tiết, khí hậu đã đe dọa nghiêm trọng đến an ninh lương thực và phát triển nông nghiệp do bị thu hẹp diện tích đất nông nghiệp, cũng như tác động lớn đến sinh trưởng, năng suất cây trồng, thời vụ gieo trồng.[10] 9
  20. Đồ Án Tốt Nghiệp 1.1.5 Các biện pháp giảm thiểu khí thải CO2 Song song với thực trạng hiện nay, các phương pháp giảm thiểu khí thải CO2 là một trong những vấn đề nhức nhói. Những biện pháp đề xuất phải phù hợp với ngân sách và đồng thời hiệu quả cao. Một số các biện pháp hóa học, vật lý để giảm thiểu khi nhà kính có thể kể đến như: − Phương pháp xử lý khí CO2 Hấp thụ bằng dung dịch etanolamin − Phương pháp xử lý khí CO2 Hấp thụ bằng dung dịch amoniac − Các phương pháp xử lý khí CO2 Hấp thụ bằng nước − Hấp thụ CO2 bằng huyền phù CaCO3 − Hấp phụ vật lý của các phương pháp xử lý khí CO2 − Hấp phụ vật lý của các phương pháp xử lý khí CO2 Một số biện pháp thông thường mà hằng ngày chúng ta có thể lam được như: Tái sử dụng và tái chế Góp phần giảm thiểu chất thải bằng cách chọn các sản phẩm tái sử dụng thay vì dùng một lần. Mua sản phẩm với bao bì tối thiểu sẽ giúp giảm chất thải. Bạn có thể tái chế giấy, nhựa, báo, thủy tinh và lon nhôm… bất cứ lúc nào. Bằng cách tái chế một nửa số rác thải sinh hoạt của bạn, bạn có thể giảm khoảng 1,2 tấn khí CO2 mỗi năm.[10] Hạn chế sử dụng lò sưởi và điều hòa nhiệt độ Hãy làm cho ngôi nhà, căn phòng của bạn được kín kẽ bằng cách sử dụng các loại cửa cách âm, cách nhiệ có thể làm giảm chi phí sưởi ấm, làm mát của bạn hơn 25%. Bạn chỉ cần cài đặt nhiệt lớn cao 2 độ vào mua đông và thấp hơn 2 độ vào mùa hè có thể tiết kiệm khoảng 2 tấn CO2 mỗi năm.[10] Lái xe thông minh và hạn chế sử dụng xe cá nhân Ít xe cá nhân có nghĩa là lượng khí thải ít hơn. Đi bộ và đi xe đạp để tiêt kiệm năng lượng và là hình thức tuyệt vời để tập thể dục, khám phá hệ thống giao thông cộng đồng của bạn. hoặc bạn có thể đi chung xe làm hoặc đi học. Khi bạn lái xe, để đảm bảo xe của bạn chạy một cách hiệu quả. Hãy giữ lốp xe luôn căng, như vậy có thể cải thiện hơn 3% lượng xăng của bạn, không chỉ giúp bạn tiết kiệm ngân sách mà còn giúp giảm 20 kg CO2 trong khí quyển. [10] 10
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược