bai thuc hanh - tap 1
DESCRIPTION
thuc hanh tieng vietTRANSCRIPT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN MÔI TRƯỜNG
BÀI GIẢNG
THÍ NGHIỆM – THỰC HÀNH
Tập 1
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
MỤC LỤC
Trang
Lời mở đầu Nội quy phòng thí nghiệm Phần 1 Thực hành sinh học đại cương 4
Bài 1 Sử dụng kính hiển vi 5
Bài 2 Hình thái tế bào thực vật, nguyên sinh động vật, vi sinh vật
11
Bài 3 Phản ứng xác định các thành phần hữu cơ 13
Bài 4 Hiện tượng thẩm thấu, sự thoát hơi nước, quá trình quang hợp, quan sát mô thực vật
16
Phần 2 Thực hành hoá học đại cương 19
Bài 1 Kỹ thuật phòng thí nghiệm 20
Bài 2 Xác định khối lượng riêng của nước. Xác định đương lượng của nhôm
25
Bài 3 Phân tích thể tích 28
Bài 4 Chất chỉ thị màu 31
Phần 3 Thí nghiệm Vi sinh Môi trường 33 Bài 1 Giới thiệu chung 34
Bài 2 Tổng vi sinh hiếu khí 51
Bài 3 Tổng coliforms 53
Bài 4 Tổng coliforms phân 55
Phần 4 Thí nghiệm Hoá học Môi trường 57
Bài 1 Xác định độ cứng của nước 58
Bài 2 Xác định chất rắn trong nước 61
Bài 3 Nhu cầu oxy hóa học 64
Bài 4 Xác định sắt trong nước 67
Phần 5 Thực hành Sinh thái học và Ứng dụng 70
Bài 1 Sự đa dạng loài 71
Bài 2 Đa dạng sinh học trong hệ sinh thái đất 74
Bài 3 Lưới thức ăn 77
Phần 6 Thí nghiệm Quản lý chất thải rắn 80
Bài 1 Khảo sát thu gom rác sinh hoạt hộ gia đình. Phân loại rác tại nguồn
81
Bài 2 Xác định thành phần, khối lượng riêng, độ ẩm, khả năng phân hủy sinh học của chất thải rắn
85
Bài 3 Xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ phân composit
90
LỜI MỞ ĐẦU
Bài giảng Thí nghiệm – Thực hành (tập 1) được biên soạn nhằm
giúp sinh viên có thêm tài liệu tham khảo về các bài thực hành–thí
nghiệm tại phòng thí nghiệm Hóa học, Sinh học và Môi trường –
Trường đại học Hoa Sen. Giáo trình này được biên soạn trên cơ sở
tham khảo các tài liệu và sách cùng với kinh nghiệm giảng dạy thực
hành của các tác giả.
Mục tiêu của giáo trình thí nghiệm – thực hành là tạo điều kiện cho sinh
viên hiểu rõ hơn nguyên tắc của những phương pháp thực nghiệm
chính yếu, các dụng cụ và thiết bị cơ bản, cách thiết lập một trình tự thí
nghiệm hợp lý và ý nghĩa của những kết quả nhận được từ các môn
học: Sinh học Đại cương, Hoá học Đại cương, Vi sinh Môi trường, Hoá
học Môi trường, Sinh thái học và Ứng dụng, Quản lý Chất thải rắn.
Các bài thí nghiệm sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn các kiến thức lý thuyết
đã học và bước đầu có kỹ năng thực hành cơ bản nhất định. Trong quá
trình biên soạn, chúng tôi đã được góp ý cụ thể của giảng viên ở Bộ
môn tuy nhiên không tránh khỏi thiếu sót về nội dung và hình thức. Vì
vậy chúng tôi rất mong được sự chân thành của các Thầy, Cô và của các
bạn sinh viên để giáo trình hoàn thiện hơn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM
Sinh viên thực hành tại phòng thí nghiệm phải thực hiện theo đúng nội quy
sau:
1. Đọc kỹ tài liệu thực tập, nắm vững nguyên tắc, vật liệu, phương pháp
thực hành bài tập trước khi bước vào phòng thí nghiệm và thực hiện
đúng theo nội quy của phòng thí nghiệm trong quá trình thực tập,
nghiên cứu.
2. Mặc áo blouse trong suốt thời gian thực tập và nghiên cứu tại phòng
thí nghiệm. Chỉ mang những tài liệu tối thiểu cần thiết cho thực tập
vào chỗ làm, tất cả các vật dụng khác phải để ở vị trí cách ly riêng.
3. Không ăn uống, hút thuốc, đùa giỡn trong phòng thí nghịêm.
4. Phải vệ sinh thật sạch vị trí thực tập, thiết bị, dụng cụ thí nghiệm trước
và sau khi thực tập, nghiên cứu.
5. Đổ hoá chất ra ngoài phải lau sạch ngay, chai hoá chất phải có tên hoá
chất. Tuyệt đối không dùng dụng cụ lấy cùng lúc nhiều loại hoá chất.
6. Cấm tuyệt đối không dùng miệng để hút hoá chất, không dùng mũi
ngửi hoá chất. Pha các dung môi và các chất độc hại trong tủ hút khí
độc có mang khẩu trang và găng tay chống khí độc.
7. Tuân thủ nghiêm túc các hướng dẫn của cán bộ phụ trách phòng thí
nghiệm trong việc sử dụng hoá chất, dụng cụ và thiết bị.... Nếu có
trường hợp xảy ra tai nạn, sự cố phải báo ngay cho cán bộ phụ trách
để có biện pháp xử lý kịp thời.
8. Khi ra khỏi phòng phải tắt các thiết bị điện
Phần 1
Thực hành Sinh học đại cương
5
Bài 1: SỬ DỤNG KÍNH HIỂN VI
1. Cấu tạo-nguyên lý hoạt động kính hiển vi:
Một kính hiển vi quang học gồm có nhiều bộ phận, có thể chia thành các
phần như sau:
Như hình ảnh ở bên, các phần (theo đánh số) có thể được mô tả như sau:
Hình 1: Hình ảnh một kính hiển vi với số đánh thể hiện vị trí các bộ
phận.
1. Thị kính: Có thể từ một đến 2 thấu kính thủy tinh cho phép tạo ra ảnh
cuối cùng của vật qua hệ quang học. Độ phóng đại của thị kính khá nhỏ,
thường chỉ dưới 10x, và được lắp đặt trong một ống trụ, cho phép thay
đổi dễ dàng.
2. Giá điều chỉnh vật kính.
6
3. Vật kính: là thấu kính quan trọng nhất của các hệ tạo ảnh nhờ thấu
kính, là một (hoặc có thể là hệ nhiều thấu kính) có tiêu cự ngắn, cho phép
phóng đại vật với độ phóng đại lớn. Nhờ có giá điều chỉnh, các vật kính
khác nhau có thể xoay để thay đổi trị số phóng đại. Trên vật kính có thể
ghi các trị số phóng đại 4x, 5x, 10x, 20x, 40x, 50x hay 100x. Trong một số
vật kính đặc biệt, người ta có thể sử dụng dầu nhằm tăng độ phân giải
của hệ thống.
4, 5. Giá vi chỉnh, cho phép điều chỉnh độ cao của mẫu vật để lấy nét trong
quá trình tạo ảnh.
6. Giá đặt mẫu vật
7. Hệ thống đèn, gương... tạo ánh sáng để chiếu sáng mẫu vật.
8. Hệ thống khẩu độ, và các thấu kính hội tụ để hội tụ và tạo ra chùm sáng
song song chiếu qua mẫu vật.
9. Vi chỉnh cho phép dịch chuyển mẫu vật theo chiều ngang để quan sát
các phần khác nhau theo ý muốn.
Kính hiển vi quang học hoạt động hoàn toàn trên nguyên tắc khúc xạ ánh
sáng qua hệ các thấu kính thủy tinh. Vật kính, là loại thấu kính có tiêu cự
ngắn, là bộ phận chính tạo nên sự phóng đại ảnh của mẫu vật. Ảnh tạo ra
qua thấu kính này là ảnh thật, và ngược chiều so với vật mẫu ban đầu.
Ảnh được quan sát ở thị kính chỉ được lật đúng chiều nhờ hệ thấu kính
(hoặc lăng kính) trung gian đóng vai trò hệ lật ảnh. Tùy theo cách thức
quan sát, ghi nhận ảnh mà ảnh được tạo ra ở thị kính có thể là ảnh thật
hoặc ảnh ảo. Ảnh này sẽ là ảnh ảo khi hệ thị kính được thiết kế để quan
sát trực tiếp bằng mắt thường, hoặc sẽ là ảnh thật khi hệ thị kính được
ghép vào các thiết bị ghi nhận như phim quang học hoặc CCD camera
(Hình minh họa về nguyên lý hoạt động của KHV quang học phức tạp)
7
Hình 2: minh họa về nguyên lý hoạt động của kính hiển vi quang học
2. Cách sử dụng
2.1. Chuẩn bị mẫu
Kính hiển vi sử dụng ánh sáng truyền từ nguồn đèn phía dưới đi lên, qua
màng chắn sáng, tụ quang (nếu có), qua mẫu, tới vật kính, rồi qua thị kính,
cuối cùng đến mắt người quan sát. Vì vậy, tại lỗ truyền sáng trên bàn đặt
mẫu phải có vật đặt mẫu sao cho ánh sáng có thể truyền qua được, đó chính
là lam kính bằng thủy tinh trong suốt và mẫu phải được chuẩn bị tốt, đảm
bảo tính trong suốt.
Kỹ thuật tạo một lam mẫu phổ biến là kỹ thuật vệt ướt: Cho 1 giọt mẫu vào
giữa 1 lam sạch, dùng lamen tạo thành 1 góc với lam kính và đặt nhẹ nhàng
sao cho không xuất hiện bọt khí khi tạo lam mẫu, lưu ý: nếu nhiều giọt mẫu
có thể làm lam mẫu bị nổi và sinh vật cần quan sát di chuyển ra ngoài vùng
quan sát, khó xác định được. Ngược lại, nếu mẫu quá khô sẽ nghiền nát sinh
vật cần quan sát hoặc làm khô mẫu nhanh chóng, một lam mẫu tốt sử dụng
được 15-30 phút trước khi khô. Có thể thêm dầu bôi trơn ở 4 góc lamen để
tăng tuổi thọ lam mẫu.
2.2. Cách sử dụng kính hiển vi
Bước 1: Bật nguồn đèn và kiểm tra chế độ sáng, điều chỉnh độ sáng thông
qua các núm chỉnh hoặc màng mống mắt.
8
Hình 3: Cấu tạo của một kính hiển vi Bước 2: Xem vật kính đã vào đúng vị trí chưa, thông thường khi khớp vật
kính sẽ tạo ra 1 tiếng động nhỏ, bắt đầu quan sát với vật kính có độ phóng
đại nhỏ trước, rồi sau đó tăng dần độ phóng đại lên bằng cách thay các vật
kính có độ phóng đại cao hơn.
Bước 3: Đặt lam kính có chứa mẫu vào vị trí, dùng kẹp để cố định lam
Hình 4: vị trí đặt lam mẫu
9
Bước 4: Xoay núm điều chỉnh tiêu cự của kính hiển vi sao cho vật kính đến
gần sát lam kính, tránh chạm vào lam kính, có 2 loại núm điều chỉnh: tinh và
thô
Hình 5: núm chỉnh tiêu cự
Bước 5: Dùng núm điều chỉnh bàn đặt mẫu để tìm đúng vị trí mẫu cần quan
sát
Hình 6: núm dịch chỉnh bàn đặt mẫu
10
Bước 6: Nếu hình ảnh phóng đại chưa đạt tới mức quan tâm, quan sát viên
có thể chuyển qua độ phóng đại tiếp theo và thực hiện lại các bước trên, từ
giai đoạn chỉnh tiêu cự (bước 4)
Một số lưu ý khác khi sử dụng kính hiển vi
1, Di chuyển kính hiển vi: Cầm vào cổ của kính và tay còn lại đỡ phần đế, ôm
kính vào lòng sao cho thị kính hướng vào trong, tránh gây rớt vỡ thị kính
Hình 6: Các di chuyển kính hiển vi
2, Không chạm tay vào thấu kính, sẽ để lại lớp dầu nhờn gây bám bụi và ảnh
hưởng chất lượng ảnh quan sát
3, Sử dụng bao che bụi và bảo quản trong tủ đựng kính
11
Bài 2: HÌNH THÁI TẾ BÀO THỰC VẬT, NGUYÊN SINH ĐỘNG VẬT, VI SINH VẬT
1. Quan sát tế bào thực vật
1.1 Nguyên liệu: Rau lang, rau mồng tơi, hành tây củ
1.2 Dụng cụ
Dao lam 16 chiếc
Lam kính 32 chiếc
Lamen 32 chiếc
Nước cất 12 bình
Cồn rửa tiêu bản (50-75 độ) 12 bình
Nước muối sinh lý 12 lọ
Kính hiển vi quang học 12 cái
1.3 Cách làm tiêu bản
Bước 1: Vệ sinh lam kính và lamen bằng cồn, rửa lại bằng nước cất, nhỏ 1
giọt nước cất lên lam kính
Bước 2: Dùng dao lam (đã rửa sạch bằng cồn và rửa lại bằng nước cất) tách
lấy phần biểu bì lá hoặc thân hoặc củ các loại thực vật (rau lang, mồng tơi,
hành tây…)
Bước 3: Sau đó đặt phần biểu bì vừa tách lấy lên lam kính, dùng lamen đặt
nghiêng 45 độ và thả nhẹ lên mẫu vật để cố định tiêu bản.
Bước 4: Đặt mẫu vào kính hiển vi, lên kính và quan sát ở các vật kính 10, 40,
60 và 100.
Ghi hình, nhận xét và viết báo cáo.
2. Quan sát tế bào động vật nguyên sinh
2.1. Nguyên liệu: Nước ao hồ (gần bờ, nơi có nhiều cỏ)
2.2. Dụng cụ:
Dao lam 16 chiếc
Lam kính 32 chiếc
Lamen 32 chiếc
Nước cất 12 bình
Cồn rửa tiêu bản (50-75 độ) 12 bình
Nước muối sinh lý 12 lọ
Kính hiển vi quang học 12 cái
12
2.3 Cách làm tiêu bản:
Bước 1: Vệ sinh lam kính và lamen bằng cồn, rửa lại bằng nước cất
Bước 2: Dùng pipet lấy 1 giọt nước ao tự nhiên lên lam kính (có thể thay
bằng tế bào biểu bì động vật)
Bước 3: Dùng lamen đặt nghiêng 45 độ và thả nhẹ lên mẫu vật để cố định
tiêu bản.
Bước 4: Đặt mẫu vào kính hiển vi, lên kính và quan sát ở các vật kính 10, 40,
60 và 100.
Ghi hình, nhận xét và viết báo cáo.
3. Quan sát tế bào vi sinh vật (Nấm men: lên men lactic/men rượu):
3.1 Nguyên liệu
Lấy 200 ml nước dưa cải muối/nước dịch ủ cơm và men rượu sau 2-3 ngày
ủ, tùy theo nồng độ (Giảng viên kiểm tra trước) mà sinh viên được hướng
dẫn pha loãng mẫu ở các nồng độ 10-1 hoặc loãng hơn.
3.2. Dụng cụ
Lam kính 32 chiếc
Lamen 32 chiếc
Nước cất 12 bình
Cồn rửa tiêu bản (50-75 độ) 12 bình
Nước muối sinh lý 12 lọ
Kính hiển vi quang học 12 cái
3.3. Các bước tiến hành
Bước 1: Dùng pipet hút lấy 1ml mẫu nước dưa cải muối/dịch ủ men rượu,
pha loãng với 9ml nước cất tạo thành dung dịch mẫu có nồng độ 10-1
Bước 1: Vệ sinh lam kính và lamen bằng cồn, rửa lại bằng nước cất
Bước 3: Dùng pipet lấy 1 giọt mẫu đã pha loãng ở bước 1, nhỏ lên lam kính
vừa vệ sinh
Bước 4: Dùng lamen đặt nghiêng 45 độ và thả nhẹ lên giọt mẫu để cố định
tiêu bản và không làm xuât hiện bọt khí.
Bước 4: Đặt mẫu vào kính hiển vi, lên kính và quan sát ở các vật kính 10, 40,
60 và 100.
Ghi hình, nhận xét và viết báo cáo.
13
Bài 3: PHẢN ỨNG XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN HỮU CƠ
TRONG TẾ BÀO
1. Định tính Lipid
Nguyên lý
- Trong nước: acid béo có chuỗi C ngắn (4,6,8) dễ tan, C10 khó tan, C12
không tan. Nếu acid béo ở dạng muối thì dễ hòa tan hơn.
- Trong dung môi hữu không phân cực như benzen, ether, ether dầu
hoả acid béo dễ tan.
- Trong dung môi hữu cơ phân cực như aceton, acid béo khó hoà tan
hay hoà tan rất ít.
1.1 Dụng cụ - hóa chất
Ống nghiệm 32 chiếc
Pipet 1ml 12 chiếc
Nước cất 200ml
Dầu thực vật 100ml
Cồn 96% 100ml
Aceton 100ml
Eter 100ml
Kẹp hoặc giá để ống nghiệm 8 chiếc
1.2 Các bước tiến hành
Bước 1: Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống cho 3 giọt dầu thực vật
Bước 2: Thêm vào mỗi ống nghiệm trên 1ml dung môi tương ứng: ống 1:
1ml nước cất, ống 2: 1ml cồn 96%, ống 3: 1ml Aceton, ống 4: 1ml ether
Bước 3: Dùng kẹp lắc đều trong 2 phút
Bước 3: Quan sát mức độ hòa tan của dầu thực vật trong các ống nghiệm
trên, so sánh kết quả
Bước 4: Giải thích và viết báo cáo.
2. Định tính Carbohydrate
Nguyên lý: Phản ứng giữa đường khử trong dung dịch H2SO4 sẽ tạo ra sản
phẩm cho màu tím với dung dịch Naphthol 15% trong rượu
14
2.1 Dụng cụ - hóa chất
Ống nghiệm 12 chiếc
Pipet 1ml 12 chiếc
Nước cất 200ml
Dung dịch đường 1% 100ml
Dung dịch α – Naphthol 15% trong rượu 20ml
H2SO4 đậm đặc 20ml
Kẹp và giá để ống nghiệm 8 chiếc mỗi loại
2.2. Các bước tiến hành:
Bước 1: Cho 1ml dung dịch đường 1% vào ống nghiệm
Bước 2: Thêm vào ống nghiệm trên 2 giọt dung dịch α – Naphthol 15% trong
rượu
Bước 3: Dùng kẹp lắc đều trong 1 phút, nghiêng ống và cho H2SO4 đậm đặc
từ từ theo thành ống nghiệm
Bước 4: Quan sát sự xuất hiện màu ở mặt ngăn cách 2 chất lỏng.
Bước 5: Giải thích và viết báo cáo.
3. Định tính Aminoacid và Protein
Nguyên lý: Aminoacid phản ứng kết hợp với Ninhydrin sẽ tạo phức màu
xanh tím
15
3.1 Dụng cụ - hóa chất
Ống nghiệm 24 chiếc
Pipet 1ml 12 chiếc loại 1ml
Nước cất 200ml
Albumin 1% 100ml
Glycin 0,02% 50ml
Ninhydrin 0.1% 20ml
Kẹp và giá để ống nghiệm 8 chiếc mỗi loại
3.2 Các bước tiến hành:
Bước 1: Cho 1ml dung dịch Albumin 1% vào ống nghiệm thứ nhất và 1ml
dung dịch Glycin 0,02% vào ống nghiệm thứ 2
Bước 2: Thêm vào cả 2 ống nghiệm trên mỗi ống 5 giọt Ninhydrin 0,1%
Bước 3: Dùng kẹp đun nóng cả 2 ống trên trong 1 phút
Bước 4: Quan sát và so sánh sự xuất hiện màu ở 2 ống
Bước 5: Giải thích và viết báo cáo.
16
Bài 4: HIỆN TƯỢNG THẨM THẤU- SỰ THOÁT HƠI NƯỚC
QUÁ TRÌNH QUANG HỢP- QUAN SÁT MÔ THỰC VẬT
1. Hiện tương thẩm thấu: Quan sát sự co và phản co nguyên sinh
ở tế bào thực vật và động vật
1.1 Nguyên liệu: Nước ao hồ, mô biểu bì động vật, rau lang, rau mồng tơi,
hành tây củ
1.2 Dụng cụ
Dao lam 16 chiếc
Lam kính 32 chiếc
Lamen 32 chiếc
Nước cất 12 bình
Cồn rửa tiêu bản (50-75 độ) 12 bình
Nước muối sinh lý 12 lọ
Kính hiển vi quang học 12 cái
1.3 Cách tiến hành
Bước 1: Vệ sinh lam kính và lamen bằng cồn, rửa lại bằng nước cất
Bước 2: Dùng pipet lấy 1 giọt nước ao tự nhiên lên lam kính (có thể thay
bằng tế bào biểu bì động vật)
Bước 3: Dùng lamen đặt nghiêng 45 độ và thả nhẹ lên mẫu vật để cố định
tiêu bản.
Bước 4: Đặt vào kính hiển vi, lên kính và quan sát ở các vật kính 10, 40, 60
và 100.
Bước 5: Tiếp tục nhỏ 1-2 giọt nước muối vào tiêu bản, quan sát hiện tượng
co nguyên sinh, ghi hình.
Bước 6: Tiếp tục nhỏ vào 2-3 giọt nước cất, quan sát hiện tượng phản co
nguyên sinh, ghi hình.
Bước 7: Nhận xét, viết báo cáo.
2. Quá trình quang hợp
2.1 Nguyên liệu
Rong đuôi chồn.
2.2 Dụng cụ: 16 cốc đong loại 1000ml
17
2.3 Cách tiến hành
Bước 1: Tiến hành cho 3-5 đoạn rong vào 500ml nước chứa trong cốc loại
1000ml
Bước 2: Chọn vạt nắng (9-10 a.m) ngoài hành lang, đặt hệ rong và nước trên
hong nắng 30 phút, đo nhiệt độ nước, bắt đầu quan sát sự xuất hiện bọt khí,
đếm số bọt khí xuất hiện trung bình trong 1 phút.
Bước 3: Thực hiện song song, tương tự cho hệ khác với thành phần như trên
nếu đặt trong phòng và không có ánh nắng trực tiếp.
Bước 4: Ghi hình, so sánh số bọt khí ở 2 hệ trên, nhận xét và báo cáo kết quả.
3. Sự thoát hơi nước
3.1 Nguyên liệu
Lá rau lang, bông giấy, râm bụt, cải bẹ xanh, mồng tơi, lá lốt
3.2 Dụng cụ
Cốc đong loại 500ml, cân phân tích, đồng hồ bấm giây, giấy kẻ ô li
3.3 Cách tiến hành
Đo cường độ thoát hơi nước bằng phương pháp cân nhanh
Bước 1: Ngâm các đoạn thân có cả phần lá vào cốc đong chứa nước, sao cho
phần lá không dính nước và ở trạng thái đủ nước (không bị héo)
Bước 2: Chuẩn bị cân ở trạng thái cân bằng, đặt lên cân 1 hoặc vài lá to, cân
khối lượng ban đầu P1
Bước 3: Đặt các lá vừa cân lên giấy ô li, vẽ lại chúng và tính diện tích lá S dựa
vào số ô li trên mặt giấy (1 ôli tương ứng 1cm2)
Bước 4: Sau 1 giờ, cân lại chính số lá trên, thu được khối lượng P2
Bước 5: Tính cường độ thoát hơi nước theo công thức:
A= (P1-P2)/S đơn vị (gram/dm2.giờ)
Bước 6: Thực hiện với nhiều loại lá khác nhau, so sánh cường độ thoát hơi
nước giữa chúng và cho nhận xét.
4. Quan sát mô che chở sơ cấp ở lá, thân và rễ
4.1. Nguyên liệu: Lá rau mồng tơi hoặc rau lang, rễ cây giá đỗ đang nẩy mầm,
thân cây xương rồng có gai
4.2 Dụng cụ- hóa chất:
Dao lam 16 chiếc
18
Lam kính 32 chiếc
Lamen 32 chiếc
Nước cất 12 bình
Cồn rửa tiêu bản (50-75 độ) 12 bình
Kính hiển vi quang học 12 cái
4.3 Cách tiến hành
Bước 1: Vệ sinh lam kính và lamen bằng cồn, rửa lại bằng nước cất, nhỏ 1
giọt nước cất lên lam kính
Bước 2: Dùng dao lam (đã rửa sạch bằng cồn và rửa lại bằng nước cất) tách
lấy phần biểu bì lá hoặc thân hoặc rễ các loại thực vật (rau lang, mồng tơi,
xương rồng, rễ giá đỗ)
Bước 3: Sau đó đặt phần biểu bì vừa tách lấy lên lam kính, dùng lamen đặt
nghiêng 45 độ và thả nhẹ lên mẫu vật để cố định tiêu bản.
Bước 4: Đặt mẫu vào kính hiển vi, lên kính và quan sát ở các vật kính 10, 40,
60 và 100.
Bước 5: Ghi hình, nhận xét sự khác nhau về hình thái cấu tạo mô che chở sơ
cấp của lá, thân và rễ các loại thực vật nói trên. Viết báo cáo.
Phần 2
Thực hành Hoá học Đại cương
20
Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM
1.Các dụng cụ thủy tinh
1.1 Ống nghiệm:
Có nhiều loại ống nghiệm với kích thước khác nhau. Có 2 loại: ống
nghiệm thường và ống nghiệm có nhánh.
Ống nghiệm được dùng để làm một lượng nhỏ các phản ứng hóa học,
chúng được đặt trên các giá inox, gỗ…
Hình 1: Ống nghiệm
1.2 Cốc thủy tinh (becher)
Là những cốc hình trụ có mỏ hoặc không. Cốc được sản xuất bằng thủy
tinh chịu nhiệt, bền hóa học và có nhiều loại thể tích khác nhau.
Dùng để chứa, cô cạn dung dịch và thực hiện các phản ứng hóa học.
Khi đun không nên đun trực tiếp trên bếp vì sẽ nứt cốc, chỉ đun nóng
qua lưới amiang hoặc đun cách thủy. Sau khi sử dụng phải rửa sạch
cốc bằng xà phòng và tráng lại bằng nước cất. Cất giữ cẩn thận để
tránh đổ vỡ.
Hình 2: Cốc thủy tinh với các dung tích khác nhau
21
1.3 Bình tam giác (bình nón, erlen)
Là những bình có đáy rộng, có hoặc không có mỏ. Có các dung tích
khác nhau. Dùng để chứa hóa chất, dùng trong các thí nghiệm chuẩn
độ. Loại bình có nắp đậy có thể dùng xoay và trộn chất lỏng đựng
trong đó.
Hình 3: Bình tam giác
1.4 Ống đong
Là m bằng thủy tinh hoặc nhựa có thành dày và có những vạch chia
bên ngoài để c hỉ thể tích. Có nhiều dung tích khác nhau. Dùng để đong
một thể tích gần đúng của một chất lỏng. Muốn đong thể tích chất
lỏng, rót vào ống đong đến khi mặt vòm khum dưới ngang vạch chia
độ của ống đong, vạch đó sẽ chỉ thể tích chất lỏng. Sau khi dùng xong
phải rửa sạch bằng xà phòng và không được sấy ở nhiệt độ cao vì sẽ
làm thể tích ống đong bị thay đổi
Hình 4: Ống đong
22
1.5 Pipette
Pipette kiểu thông thường là một ống thủy tinh có đường kính nhỏ,
có hoặc không có đầu ở giữa, đầu dưới của pipette được vuốt nhỏ có
đường kính khoảng 1mm. Có nhiều loại dung tích khác nhau. Dùng để
lấy chính xác một thể tích chất lỏng. Khi sử dụng cần phải tráng vài ba
lần bằng dung dịch sẽ hút vào, không hút các chất bị kết tủa hay có
cặn để tránh làm nghẹt pipette. Khi dùng xong, rửa sạch, để trên giá
cho khô tự nhiên, không sấy để làm thay đổi thể tích. Chú ý tránh làm
bể đầu nhỏ của pipette
a) b)
Hình 5: a) pipette thẳng b) pipette bầu
1.6 Burette
Là một ống thủy tinh dài, đầu dưới được vuốt nhọn và có khóa. Bên
ngoài có khắc các vạch chia. Burette dùng để lấy thể tích chính xác hay
dùng để chuẩn độ. Chất lỏng được rót vào burette qua phễu cuống
ngắn. Để có được thể tích chính xác khi chuẩn độ thì đừng để có bọt
khí trong burette. Khi đọc thể tích, mắt người quan sát phải ngang
tầm với thể tích chất lỏng và đọc ở mặt khum của chất lỏng. Khi sử
dụng xong phải rửa sạch và để khô tự nhiên.
23
Hình 6: Burette các loại
Hình 7: Cách đọc burette
1.7 Bình định mức (volumetric flask)
Là những bình cầu đáy bằng, cổ dài, có ngấn và nút nhám hay nút cao
su. Có nhiều loại dung tích khác nhau. Dùng để pha loãng một dung
dịch bất kỳ tới một thể tích xác định hoặc để hòa tan một chất nào đó
trong một thể tích xác định
Hình 7: Bình định mức
24
2. Cân điện tử
Là loại cân hiện số, cân điện tử có 2 hoặc 4 số lẻ tùy thuộc vào mục đích cân.
Dùng để cân chính xác đến 2 hoặc 4 số lẻ một lượng hóa chất không quá 200gr.
Khi sử dụng nên đặt cân ở vị trí vững chắc, mặt bàn bằng phẳng, điều chỉnh 4
chân sao cho cân điện tử được thăng bằng (chú ý giọt nước phải nằm chính giữa
vòng tròn).
Khi sử dụng cân cần chọn lại chế độ cân (chọn đơn vị cân) và trừ bì (tare).
a) b)
Hình 8: Cân điện tử- a) Cân phân tích b)Cân kỹ thuật
3. Bình hút ẩm
Dùng để làm khô từ từ các chất và để bảo vệ các chất dễ hút ẩm trong không
khí. Có 2 loại: bình hút ẩm thường và bình hút ẩm chân không. Trong bình
hút ẩm dùng các chất hấp phụ khác nhau để làm chất hút ẩm, phổ biến
thường có: CaCl2, silicagel, H2SO4 đặc, P2O5…
a) b)
Hình 9: a) Bình hút ẩm thường b) Bình hút ẩm chân không
25
Bài 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA NƯỚC
XÁC ĐỊNH ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA NHÔM
1. Mục đích
Biết phương pháp xác định khối lượng riêng của các chất
Áp dụng định luật đương lượng để xác định đương lượng của một chất chưa
biết khi biết đương lượng của chất khác
2. Lý thuyết
2.1 Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó.
Đơn vị kg/m3 hay g/cm3
2.2 Đương lượng
Theo định luật đương lượng, các chất sẽ phản ứng với nhau theo những
phần khối lượng tỷ lệ với đương lượng của chúng
Ta có: 𝑚𝐴
Đ𝐴=
𝑚𝐵
Đ𝐵→
𝑚𝐴
𝑚𝐵=
Đ𝐴
Đ𝐵
Trong thí nghiệm này xác định khối lượng nhôm bằng phản ứng
Al + 3HCl → AlCl3 + 3/2 H2
mA mB
Bằng thực nghiệm xác định được mA và mB, đương lượng của hydro bằng
1,008 suy ra đương lượng của nhôm.
3.Thực nghiệm
3.1. Hóa chất- Dụng cụ
Nước cất Bình tỷ trọng kế 50ml
Dung dịch CuSO4 Erlen 250ml
Nhôm tinh khiết Ống nghiệm 10 ml
Dung dịch HCl Ống đong 100ml
Pipette 10ml
Khóa, ống nối, nút cao su
3.2. Cách tiến hành thí nghiệm
3.2.1 Xác định khối lượng riêng của nước
Sấy khô bình đo tỷ trọng, để bình nguội đến nhiệt độ phòng, cân rồi ghi kết
quả m0
Cho nước vào đầy bình, không còn bọt khí, lau khô bên ngoài, đem cân, m1.
Lặp lại 3 lần
26
Khối lượng riêng của nước:
𝜌𝐻2𝑂 =
𝑚1− 𝑚050
3.2.2 Xác định đương lượng của nhôm
• Lấy 1 miếng nhôm nhỏ nằm trong khoảng 0,02 – 0,04g, cân chính xác,
m.
• Lắp dụng cụ như hình vẽ
- Cho nước vào đầy bình tam giác, đậy nút cao su lại thật kín. Thổi nhẹ đầu
A để nước chảy ra đầu B. Khi nước đã chảy đều khóa van C lại. Nước không
chảy ở đầu B nữa là hệ thống đã được lắp tốt.
- Cho khoảng 3ml acid HCl đậm đặc vào ống nghiệm N (để nghiêng), thêm
vào ống vài giọt dung dịch CuSO4.
- Cho miếng nhôm vừa cân vào ống nghiệm (không cho rớt xuống ống), đậy
kín ống nghiệm bằng đầu A, cho đầu B vào ống đong, mở khóa C. Sau đó đặt
ống nghiệm thẳng đứng để cho miếng nhôm rơi xuống acid.
- Khí hydro sinh ra sẽ đẩy nước trong bình tam giác chảy vào ống đong.
- Chờ cho ống nghiệm nguội hẳn
- Điều chỉnh cho mực nước ở ống đong và bình tam giác bằng nhau bằng
cách nâng lên hay hạ xuống ống đong (nhằm bảo đảm áp suất bên trong bình
tam giác bằng áp suất khí quyển khi đọc kết quả thể tích nước trong ống
đong)
- Khối lượng hydro được tính như sau
RT
PVnnRTPV
27
Trong đó:
- T nhiệt độ thí nghiệm (K)
- R hằng số khí
- V thể tích hydro bằng thể tích nước trong ống đong (L)
- P áp suất riêng phần của hydro trong bình tam giác (mmHg)
P = Pkq – Phơi nước
Trong đó: Pkq: áp suất khí quyển = 760mmHg
Phơi nước : áp suất hơi nước bão hòa (tra theo nhiệt
độ lúc làm thí nghiệm)
Bảng: áp suất hơi nước bão hòa theo nhiệt độ
T
(oC)
P
(mmHg)
T
(oC)
P
(mmHg)
T
(oC)
P
(mmHg)
T
(oC)
P
(mmHg)
25
26
27
23,8
25,2
26,7
28
29
30
28,3
30,0
31,8
31
32
33
33,7
35,7
37,7
34
35
36
39,9
42,2
44,6
28
Bài 3 PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
1.Mục đích
Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một acid mạnh bằng một baz
mạnh, lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ acid HCl
bằng dung dịch NaOH chuẩn
2.Lý thuyết
Chuẩn độ acid – baz là quá trình thực hiện phản ứng giữa acid và baz. Khi
hai chất này tác dụng vừa đủ, lúc đó phản ứng đã kết thúc. Điểm kết thúc gọi
là điểm tương đương. Khi đó số đương lượng H+ sẽ bằng số đương lượng
OH-. Hay:
C1V1 = C2V2
Với: C1 là nồng độ dung dịch acid, (M hoặc N)
C2 là nồng độ dung dịch baz, (M hoặc N)
V1 là thể tích dung dịch acid (mL)
V2 là thể tích dung dịch baz (mL)
Khi sử dụng chất chỉ thị màu, do các chất chỉ thị màu đổi màu ở những giá
trị pH khác nhau nên để lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp phải xây dựng
đường cong chuẩn độ với tung độ là pH của dung dịch và hoành độ là lượng
NaOH cần thêm vào. Sự thay đổi đột ngột giá trị pH từ môi trường acid sang
môi trường baz khi lượng NaOH thay đổi rất nhỏ được gọi là bước nhảy pH.
Các chất chỉ thị màu được dùng phải có khoảng đổi màu nằm trong bước
nhảy pH này
29
Điểm tương đương có giá trị pH tương ứng với dung dịch muối. Với muối
tạo thành, khi trung hòa acid mạnh bằng baz mạnh có điểm tương đương
ứng với pH = 7, khi trung hòa acid mạnh bằng baz yếu hay acid yếu bằng baz
mạnh, pH tại điểm tương đương sẽ khác 7
Khoảng đổi màu của một số thuốc thử
Chất chỉ thị
Màu sắc
Dạng acid pH chuyển
màu Dạng baz
Thymol blue Đỏ 1,2 – 2,8 Vàng
Methyl orange Đỏ 3,1 – 4,4 Vàng cam
Phenolphtalein Không màu 8,0 - 10 Hồng
Indigo carmin Xanh 11,6 - 14 Vàng
Alizarin yellow Vàng 10 - 12 Đỏ
3.Thực nghiệm
3.1 Hóa chất – Dụng cụ
HCl định chuẩn Burette 25ml
NaOH 0,1N Pipette 10ml
Methyl da cam Erlen 100ml
Phenolphtalein
Giấy đo pH
3.2 Tiến hành thực nghiệm
3.2.1 Thí nghiệm 1: Thiết lập đường cong chuẩn độ
Dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCl định chuẩn cho vào cốc. Lấy dung dịch
NaOH 0,1M cho vào buret. Dùng giấy đo pH của dung dịch HCl sau mỗi lần
cho thêm NaOH 0,1M từ buret vào dung dịch HCl theo bảng sau:
Dựa trên đường cong chuẩn độ xác định bước nhảy pH, điểm tương đương
và chất chỉ thị thích hợp.
3.2.2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ acid HCl bằng NaOH
a) Với thuốc thử phenolphtalein: dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCl chưa
biết nồng độ cho vào bình tam giác 100ml, thêm vào 2 giọt phenolphtalein.
30
Từ buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0,1N xuống bình tam giác đựng dung
dịch HCl và thuốc thử phenolphtalein (vừa nhỏ vừa lắc nhẹ). Khi dung dịch
trong bình tam giác chuyển sang màu hồng nhạt thì ngừng thêm dung dịch
NaOH. Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng trên buret. Lặp lại thí nghiệm
2-3 lần.
b) Với thuốc thử methyl da cam: tiến hành tương tự như thí nghiệm (a)
nhưng thay thuốc thử phenolphtalein bằng methyl da cam. Màu dung dịch
đổi từ đỏ sang cam
3.2.3 Thí nghiệm 3
Tiến hành như thí nghiệm 2 với 2 loại thuốc thử phenolphtalein và methyl
da cam nhưng thay dung dịch HCl bằng dung dịch acid acetic
31
Bài 4 CHẤT CHỈ THỊ MÀU
1 .Mục đích
Sử dụng thang màu chuẩn của một số chất chỉ thị màu xác định pH của các
dung dịch acid - baz
2. Lý thuyết
Để xác định pH của dung dịch có thể dùng máy đo pH, dùng công thức xác
định pH thông qua việc xác định nồng độ hay dùng chất chỉ thị màu (chất chỉ
thị màu thường là các acid hữu cơ). Việc sử dụng chất chỉ thị màu để xác
định pH dung dịch dựa trên nguyên tắc: trong dung dịch các chất chỉ thị màu
điện ly theo phương trình tổng:
HInd H+ + Ind-
dạng acid dạng baz
Trong đó HInd: chất chỉ thị ban đầu
3.Thực nghiệm
3.1 Hóa chất - dụng cụ
HCl 0,1N Ống nghiệm
NaOH 0,1N Bình định mức 100ml
CH3COOH 0,1N Pipet 10ml
NH4OH 0,1N Pipet 5ml
Thymol blue Cốc 100ml
Methyl orange
Indigo carmin
Alizarin yellow
3.2 Cách tiến hành thí nghiệm
3.2.1. Thí nghiệm 1: pha thang màu chuẩn acid
Chuẩn bị 8 ống nghiệm đánh số theo cặp từ 1- 4 và 1’ – 4’, lần lượt cho vào:
Ống nghiệm 1 và 1’: mỗi ống 5ml HCl 0,1N
Ống nghiệm 2 và 2’: mỗi ống 5ml HCl 0,01N
Ống nghiệm 3 và 3’: mỗi ống 5ml HCl 0,001N
Ống nghiệm 4 và 4’: mỗi ống 5ml HCl 0,0001N
Làm thí nghiệm theo bảng sau
32
Ống 1 2 3 4 1’ 2’ 3’ 4’
VHCl (ml) 5 5 5 5 5 5 5 5
CHCl (N) 10-1 10-2 10-3 10-4 10-1 10-2 10-3 10-4
Chất chỉ thị Thymol blue Methyl dacam
Màu
pH
3.2.2 Thí nghiệm 2: cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống 5 ml dung dịch CH3COOH
0,1N, ống thứ nhất cho vào 2 giọt dung dịch thymol blue, ống thứ hai cho
vào 2 giọt methyl da cam. Đem 2 ống trên so với thang màu chuẩn ở trên
(với chất chỉ thị tương ứng). Xác định pH của dung dịch CH3COOH 0,1N.
3.2.3 Thí nghiệm 3: Pha thang màu chuẩn baz
Chuẩn bị 8 ống nghiệm đánh số theo cặp từ 5- 8 và 5’ – 8’. Tiến hành tương
tự thí nghiệm 1 nhưng thay acid HCl 0,1N bằng dung dịch NaOH 0,1N
Làm thí nghiệm theo bảng sau
Ống 5 6 7 8 5’ 6’ 7’ 8’
VNaOHl (ml) 5 5 5 5 5 5 5 5
CNaOH (N) 10-1 10-2 10-3 10-4 10-1 10-2 10-3 10-4
Chất chỉ thị Alizarin yellow Indigo carmin
Màu
pH
3.2.4 Thí nghiệm 4: cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống 5 ml dung dịch NH4OH
0,1N. Ống thứ nhất cho vào 2 giọt alizarin yellow, ống thứ 2 cho vào 2 giọt
indigo carmin. Đem 2 ống trên so với thang màu chuẩn ở thí nghiệm 3 (với
chất chỉ thị tương ứng. Xác định pH của dung dịch NH4OH 0,1N
33
Phần 3
Thực hành Vi sinh Môi trường
34
Bài 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1. Nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm vi sinh.
• Nhân viên phòng kiểm nghiệm phải có đủ kiến thức và kinh nghiệm
về công tác kiểm nghiệm vi sinh, tuân thủ đúng nguyên tắc an toàn
trong phòng thí nghiệm.
• Thao tác an toàn là yêu cầu cực kỳ quan trọng trong nghiên cứu vi
sinh vật. Khi làm việc với vi sinh vật chúng ta thường thao tác với số
lượng lớn và đậm đặc tế bào (109). Nhiều chủng vi sinh vật là tác nhân
gây bệnh nên phải cẩn thận với tất cả các chủng thao tác. Việc tuân
thủ một số qui tắc an toàn nhằm để đảm bảo an toàn cho bản thân và
những người khác trong phòng thí nghiệm.
• Một số qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm vi sinh cần được tuân
thủ:
- Đọc kỹ tài liệu thực hành, thực tập và nắm vững nguyên tắc, vật liệu,
phương pháp thực hành trước khi vào phòng thí nghiệm.
- Không ăn uống, hút thuốc trong phòng thí nghiệm.
- Mang khẩu trang khi đang thao tác với vi sinh vật.
- Mặc áo blouse trong thời gian thực tập.
- Chỉ mang những vật dụng tối thiểu cần cho thực tập (tài liệu thực tập,
bút, vở) vào chỗ thí nghiệm.
- Cần ghi chú họ tên, lớp, ngày tháng, tên chủng thí nghiệm lên tất cả
đĩa petri, ống nghiệm nuôi cấy.
- Trước khi bắt đầu và sau khi kết thúc thực tập cần sát trùng mặt bàn
bằng giấy lau tẩm cồn 70o hoặc dung dịch chất diệt khuẩn khác (lysol
5%, amphyl 10%...), để khô. Thực hiện tương tự cho 2 tay.
- Chú ý: không đốt đèn cồn khi tay và mặt bàn chưa khô cồn.
- Khi làm đổ, nhiễm dịch vi sinh lên bàn thực tập, dùng khăn giấy tẩm
chất diệt khuẩn lau kỹ, sau đó thực hiện khử trùng lại bàn thực tập.
- Lắng nghe và thực hiện nghiêm túc các hướng dẫn của thầy cô trong
phòng thí nghiệm về việc sử dụng các hóa chất có độc tính cao.
- Cẩn thận thao tác vô trùng với đèn cồn. Tắt ngọn lửa khi chưa có nhu
cầu sử dụng hoặc ngay sau khi thực hiện xong thao tác.
- Lưu ý: Tránh đưa tay, tóc qua ngọn lửa.
35
- Sử dụng quả bóp cao su không sử dụng miệng để hút môi trường.
- Khi làm vỡ dụng cụ thủy tinh, cẩn thận mang găng tay thu gom tất cả
mảnh vỡ cho vào túi rác.
- Tất cả chất thải rắn, môi trường chứa hoặc nhiễm vi sinh cần được
hấp khử trùng trước khi thải bỏ.
- Các dụng cụ, bình chứa nhiễm vi sinh cần được ngâm vào dung dịch
chất diệt khuẩn (nước javel) trước khi rửa và sử dụng lại.
- Cần gói hoặc dán bằng băng keo khi đặt chồng các đĩa petri lên nhau.
- Không mở petri và dùng mũi ngửi để tránh nhiễm vi sinh vật vào
đường hô hấp.
- Khi đốt que cấy có dính sinh khối vi sinh vật cần đặt vòng hoặc đầu
que cấy vào chân ngọn lửa để tránh sự văng nhiễm vi sinh vật vào
không khí.
- Khi xảy ra tai nạn hoặc sự cố, cần báo cáo ngay với các bộ phụ trách
thực tập để có biện pháp xử lý thích hợp, kịp thời.
- Sát trùng và rửa tay sạch sẽ trước khi rời khỏi phòng thí nghiệm
2. Giới thiệu dụng cụ, hóa chất, thiết bị vi sinh
2.1. Các dụng cụ bằng thủy tinh
2.1.1. Ống nghiệm: dùng để chứa môi trường nuôi cấy vi sinh vật, có nút bằng
gòn không thấm nước hay bằng nhựa
36
2.1.2. Đĩa petri: được dùng để chứa môi trường nuôi cấy vi sinh vật dạng
thạch
2.1.3 Pipet: được dùng hút môi trường hoặc hút mẫu để pha loãng.
2.1.4.. Các dụng cụ khác: đèn cồn, erlen, becker
2.2. Các loại que cấy
Que cấy thẳng, que cấy vòng, que cấy thước thợ và thanh gạt
37
2.3. Thiết bị
2.3.1. Nồi hấp khử trùng (Autoclave)
Nồi hấp là thiết bị bắt buộc phải có của một phòng kiểm nghiệm vi sinh cho
phép tiêu diệt cả tế bào sinh dưỡng lẫn bào tử của vi sinh vật.
a. Nguyên lý
• Nồi hấp hơi nước cao áp làm bằng kim loại chịu được nhiệt độ cao.
• Nước trong nồi được đun sôi, hơi nước sẽ nén dần lại và làm tăng áp
lực trong nồi.
• Khi áp kế chỉ số 0 nghĩa là áp suất trong nồi bằng áp suất không khí.
b. Cách sử dụng
• Đổ nước vào nồi hấp với lượng vừa đủ (nước phải ngập dây lò xo
trong nồi).
• Các dụng cụ đem hấp phải được bao gói kỹ, đối với các bình và ống
môi trường có nút bông phải bọc giấy.
• Khi sắp xếp dụng cụ vào nồi hấp, không nên để sát nhau quá, để vật
nặng xuống dưới, vật nhẹ lên trên. Đậy nắp chặt.
• Bật công tắc điện, đun nồi hấp.
• Khi áp suất trong nồi lên đến áp suất cần hấp bắt đầu tính thời gian
hấp.
• Khi đủ thời gian khử trùng, tắt điện, chờ nhiệt độ và áp suất hạ xuống
giá trị 0 mới được mở nắp)
• Các dụng cụ lấy ra không được để ở nền gạch men, nền đá, nền xi
măng.
2.3.2. Tủ ấm
38
Dùng để ủ vi sinh vật hoặc theo dõi sự tăng trưởng của vi sinh vật
2.3.3. Kính hiển vi
Quan sát cấu tạo tế bào, hoạt động sống của vi sinh vật
2.3.4.Tủ cấy vô trùng
Tủ cấy được dùng để đảm bảo tính vô trùng cao khi thao tác với vi sinh vật.
Không khí trong tủ cấy vô trùng được bơm khử trùng qua màng lọc vô trùng.
Đèn tử ngoại có tác dụng khử trùng bề mặt tủ cấy và bề mặt các dụng cụ thiết
bị khác
39
2.3.4.Tủ sấy
Tủ sấy dùng để sấy khô dụng cụ hoặc để khử trùng bằng phương pháp nhiệt
khô
2.3.5.Tủ lạnh
40
Sử dụng tủ lạnh có nhiệt độ từ 4 – 100C để lưu giữ mẫu, môi trường, hóa
chất…
3.Pha chế môi trường
- Trong phân tích kiểm nghiệm vi sinh vật cần môi trường cho sự tăng sinh,
phân lập, phân biệt, cấy chuyền, bảo quản, định danh…
- Môi trường chứa đầy đủ các thành phần nguồn C, đạm, khoáng đa lượng,
vi lượng… cần cho sự biến dưỡng vật chất, năng lượng của vi sinh vật.
- Ngoài các thành phần dinh dưỡng cần thiết ở dạng hấp thu được môi
trường còn phải có pH thích hợp, thế oxy hóa khử thích hợp và không chứa
các yếu tố độc hại và hoàn toàn vô trùng.
3.1. Phân loại
Môi trường có thể được phân thành các loại khác nhau theo:
3.1.1. Bản chất của thành phần môi trường
Môi trường tự nhiên: dùng các môi trường có sẵn trong tự nhiên như sữa
huyết thanh, khoai tây, cám… Thành phần hóa học của các sản phẩm này
thường phức tạp và không ổn định.
Môi trường tổng hợp: dùng các hóa chất tổng hợp tinh khiết với hàm lượng
xác định có thành phần hóa học xác định
Môi trường bán tổng hợp: là môi trường tổng hợp có bổ sung một số thành
phần có nguồn gốc tự nhiên
3.1.2 Tính chất vật lý
Môi trường lỏng: dùng để nuôi tăng sinh, thử nghiệm các đặc tính sinh lý,
sinh hóa, giữ giống, bảo quản giống
Môi trường đặc: là môi trường chứa 1,5 – 2% agar hoặc 10 – 20% gelatin
dùng để phân lập khuẩn lạc, nghiên cứu đặc điểm hình thái khuẩn lạc, định
lượng mật độ vi sinh vật, cấy chuyền, giữ giống
Môi trường bán lỏng (hoặc bán đặc): dùng trong lên men vi sinh vật công
nghiệp
-. Công dụng
Môi trường chọn lọc: là môi trường đảm bảo sự phát triển ưu thế của một
loại hoặc một nhóm vi sinh vật xác định nào
Môi trường kiểm định: là môi trường cho phép phân biệt được 1 số đặc điểm
của một số vi khuẩn cần xác định.
41
3.2. Nguyên tắc pha chế: 2 nguyên tắc
3.2.1 Tùy theo yêu cầu khảo cứu hay thực tập mà ta điều chế loại môi trường
cho thích hợp
Ví dụ :
+ Muốn nuôi vi sinh vật để quan sát hình thái, ta phải điều chế môi
trường đặc.
+ Nếu cần nghiên cứu về tổng hợp của vi sinh vật, ta dùng môi trường
lỏng.
+ Môi trường nước thịt pepton dùng để nuôi cấy vi khuẩn hoại sinh.
3.2.1 Tùy theo nhu cầu về dinh dưỡng của vi sinh vật mà ta bổ sung những
chất khác nhau vào thành phần môi trường.
Ví dụ:
+ Muốn nghiên cứu vi sinh vật phân giải cellulose ta cho giấy cellulose
vào môi trường.
+ Khi cần nghiên cứu chuyển hóa nitrogen trong môi trường ta cho
những chất có nitrogen vào.
3.3. Cách làm môi trường
- Pha chế môi trường là một trong những khâu quan trọng trong kiểm định
vi sinh vật, cần được thực hiện cẩn thận và chính xác.
- Môi trường có thể tự điều chế từ các hóa chất, thành phần riêng biệt dựa
vào công thức môi trường hoặc các môi trường đông khô dạng thương
phẩm.
- Môi trường tự pha chế:
• Cân đong chính xác từng thành phần môi trường.
• Với môi trường lỏng : sau khi cân hòa tan vào trong nước.
• Với môi trường đặc : sau khi cân, hòa tan vào nước, đun cho tan agar.
• Môi trường cần phải trong để dễ quan sát, nếu cần thiết phải lọc.
• Độ pH của môi trường tùy theo vi sinh vật được nuôi cấy, tùy theo yêu
cầu nghiên cứu. Để điều chỉnh pH ta dùng HCl 10% hoặc NaOH 10%.
• Môi trường đông khô: pha theo hướng dẫn của nhà sản xuất
42
4. Các phương pháp khử trùng.
Một phẩm vật được coi là vô trùng khi không còn mang một mầm sinh vật
nào nữa.
Người ta thường diệt trùng bằng phương pháp vật lý hay hóa học
4.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý
4.1.1. Khử trùng bằng nhiệt
- Nhiệt khô
- Nhiệt ẩm
4.1.2. Khử trùng bằng bức xạ
4.1.3. Khử trùng bằng sự lọc
4.2 Khử trùng bằng phương pháp hóa học
• Cồn (700) để sát trùng ngoài da do nó có khả năng động tụ protein
• Phenol: khử trùng dụng cụ thí nghiệm, nước tiểu, phân
• Iod: tác dụng hầu hết các loại vi khuẩn, có thể diệt được cả nấm và
virut
• Clo: thường dùng tẩy uế nguồn nước (dùng dạng cloramin)
• Thủy ngân: dùng trong thuốc mỡ
• Đồng: dùng trong hồ bơi có tác dụng diệt nấm mốc tốt hơn vi khuẩn…
5. Các phương pháp cấy.
Cấy là sự chuyển vi sinh vật từ môi trường chúng đang sống sang môi trường
mới để chúng có thể tiếp tục phát triển trong những điều kiện thuận lợi nhất
43
Phần lớn vi khuẩn sống trong môi trường bình thường. Một số đòi hỏi
những môi trường giàu chất dinh dưỡng hoặc có chứa máu hay mảnh cơ
quan tươi
MỤC ĐÍCH:
- Bảo tồn vi sinh vật nuôi tinh khiết
- Ly trích vi khuẩn có trong thiên nhiên, không khí, nước, đất, thực
phẩm, bệnh lý…
- Nghiên cứu tính chất sinh lý, sinh hóa…
5.1. Cấy giống từ môi trường lỏng sang môi trường lỏng
Tuần tự thực hiện các thao tác sau trong không gian vô trùng của ngọn lửa:
+ Tay trái cầm ống nghiệm chứa vi sinh vật lắc đều, tay phải cầm que
cấy.
+ Khử trùng que cấy.
+ Dùng ngón út và lòng bàn tay phải để mở nút ống nghiệm.
44
+ Hơ nóng miệng ống nghiệm, xoay vài vòng qua ngọn lửa.
+ Đưa ngay que cấy đã khử trùng vào bên trong, làm nguội.
+ Thu sinh khối bằng cách nhúng đầu que cấy vào trong môi trường
lỏng.
+ Rút thẳng que cấy ra không để dính thành và miệng ống nghiệm.
+ Hơ nóng miệng ống nghiệm, đậy nút, đặt ống nghiệm vào giá đỡ.
+ Đầu que cấy có chứa vi sinh được giữ ở vùng vô trùng của ngọn lửa.
+ Dùng tay trái lấy ống nghiệm chứa môi trường mới, mở nút, khử
trùng miệng ống nghiệm và đưa que cấy vào môi trường.
+ Khuấy nhẹ que cấy, lấy que cấy ra.
+ Khử trùng miệng ống nghiệm và đậy nút.
+ Khử trùng que cấy ngay sau khi cấy xong
Ngoài ra có thể dùng pipettman hút vi sinh vật từ môi trường nuôi cấy sang
môi trường mới
5.2. Cấy giống từ môi trường thạch sang môi trường lỏng
Tiến hành tương tự như trên với hai điểm khác biệt sau:
45
+ Thu sinh khối: chấm nhẹ đầu que cấy lên khuẩn lạc trên bề mặt môi
trường.
+ Chuyển vi sinh vào môi trường lỏng: khuấy mạnh đầu que cấy trong
môi trường lỏng để tách sinh khối ra khỏi đầu que cấy
5.3. Cấy giống từ môi trường lỏng sang thạch nghiêng
Tiến hành tương tự như trên đến bước thu sinh khối.
Cấy vi sinh vật lên bề mặt thạch nghiêng bằng cách:
+ Đặt nhẹ đầu que cấy lên bề mặt môi trường ở đáy ống
+ Dàn đều sinh khối ở phần đáy ống nghiệm
+ Cấy theo hình sin từ đáy ống nghiệm lên đến đầu trên của mặt thạch
nghiêng
6. Kỹ thuật tạo khuẩn lạc đơn.
Một tế bào sống sẽ có khả năng phân chia tạo thành khuẩn lạc trên môi
trường chọn lọc
6.1. Kỹ thuật hộp ria
- Dùng que cấy vòng thao tác vô trùng thu vi sinh vật.
- Ria các đường trên đĩa petri chứa môi trường thích hợp như hình vẽ.
- Sau mỗi đường ria, đốt khử trùng đầu que cấy và làm nguội trước khi
ria đường tiếp theo.
- Gói và ủ đĩa petri ở nhiệt độ và thời gian thích hợp trong tủ ấm
Các kiểu ria lên mặt thạch: Ria chữ T, ria tia, ria 4 góc, ria liên tục
6.2. Kỹ thuật hộp trải
46
- Dùng pipet vô trùng chuyển 0,1ml dung dịch chứa vi sinh lên bề mặt
môi trường trong đĩa petri.
- Nhúng thanh gạt vào cồn 90o, hơ qua ngọn lửa để khử trùng.
- Để thanh gạt nguội trong không gian vô trùng của ngọn lửa.
- Mở đĩa petri, đặt nhẹ nhàng thanh gạt lên bề mặt thạch.
- Dùng đầu thanh gạt xoay, trải đều vi sinh vật lên bề mặt thạch
- Trong khi trải, thực hiện xoay đĩa 1 vài lần (khoảng ½ đĩa).
- Rút thanh gạt ra khử trùng lại thanh gạt.
- Gói và ủ đĩa petri ở nhiệt độ và thời gian thích hợp
6.3. Kỹ thuật hộp đổ
47
Chuyển 1ml mẫu chứa vi sinh vào trong đĩa petri
Đổ 15 – 20ml môi trường (45 – 55oC) vào đĩa
Xoay nhẹ đĩa vài lần cùng chiều và ngược chiều kim đồng hồ
Đậy nắp đĩa petri và để đông tự nhiên
Gói và ủ ở nhiệt độ và thời gian thích hợp
7. Các phương pháp định lượng vi sinh vật
Sự hiện diện của vi sinh vật có thể được định lượng bằng nhiều phương pháp
khác nhau như
- Đếm số lượng tế bào trực tiếp trên kính hiển vi, định lượng gián tiếp
thông qua độ đục
- Đếm số khuẩn lạc mọc trên một môi trường xác định
- Định lượng một cách thống kê bằng phương pháp pha loãng tới hạn
(MPN)…
7.1. Phương pháp đếm trực tiếp bằng buồng đếm hồng cầu
- Vi sinh vật đơn bào có kích thước lớn như nấm men, tảo… có thể xác
định được bằng cách đếm trực tiếp bằng buồng đếm.
- Ưu điểm : Quy trình đếm trực tiếp cho phép xác định nhanh chóng
mật độ vi sinh vật trong mẫu.
- Khuyết điểm : Không phân biệt được tế bào sống và tế bào chết. Độ
chính xác không cao, không thích hợp cho huyền phù vi sinh vật có
mật độ thấp.
- Buồng đếm hồng cầu thường là một phiến kính dày 2 - 3mm có một
vùng đĩa đếm nằm giữa phiến kính chứa nhiều ô vuông. Đĩa đếm có
chiều cao 1/10mm
- Vùng đĩa đếm có diện tích 1mm2 chứa 25 ô lớn, diện tích mỗi ô lớn
1/25mm2
- 400 ô nhỏ, mỗi ô nhỏ có diện tích 1/400mm2
- Khi thực hiện quan sát và đếm vi sinh vật cho thêm vài giọt formalin
vào mẫu, trộn đều.
- Pha loãng mẫu sao cho mỗi ô nhỏ của buồng đếm có khoảng 5 – 10 tế
bào vi sinh vật.
- Chỉnh thị trường sao cho một thị trường chứa trọn một ô lớn (16 ô
nhỏ).
48
- Đếm số tế bào hiện diện trong một ô lớn. Đếm số tế bào của ít nhất 5
ô lớn. Lấy trị số trung bình
- Cách tính mật độ tế bào:
- Thể tích ô lớn:
- 1/25mm2 x1/10mm=1/250mm3
- =1/(250x103 ) cm3 = 4x10 -6 ml
- Mật độ TB : N/ml = 0,25a x10 6 ml
- Trong đó:
• a: số tế bào trong 1 ô lớn
7.2. Phương pháp đếm khuẩn lạc
• Phương pháp đếm khuẩn lạc cho phép xác định số lượng tế bào vi
sinh vật còn sống hiện diện trong mẫu.
• Phương pháp này có đặc điểm là cho phép định lượng chọn lọc vi sinh
vật tùy môi trường và điều kiện nuôi cấy.
• Phương pháp đếm khuẩn lạc có thể được thực hiện bằng kỹ thuật hộp
trải hay hộp đổ.
• Cần thực hiện pha loãng mẫu thành nhiều độ pha loãng bậc 10 liên
tiếp sao cho có độ pha loãng với mật độ tế bào thích hợp để xuất hiện
các khuẩn lạc riêng lẻ trên bề mặt thạch với số lượng đủ lớn (lý tưởng
từ 25 – 250).
• Phương pháp đếm khuẩn lạc dễ cho sai số lớn nên cần thực hiện ở
mỗi nồng độ pha loãng 2 đĩa.
• Có thể nhiều tế bào hình thành chung một khuẩn lạc nên số đếm
khuẩn lạc không nhất thiết trùng với số tế bào ban đầu đưa lên môi
trường nên kết quả đếm và mật độ tế bào được trình bày bằng số đơn
vị hình thành khuẩn lạc CFU/ml (colony – forming unit) thay vì số tế
bào.
• Ưu điểm : độ nhạy cao, cho phép định lượng vi sinh vật ở mật độ thấp
trong mẫu.
49
Thao tác tiến hành
- Bước 1. Pha loãng theo dãy thập phân
Mẫu được pha loãng tuần tự thành dãy các nồng độ thập phân 1/10,
1/100, 1/1000…
- Bước 2. Tạo hộp trải hay hộp đổ
- Bước 3. Tính kết quả
Mi (CFU/ml) = (Ai x Di)/V
Với: Ai là số khuẩn lạc trung bình/đĩa
Di là độ pha loãng
V là dung tích huyền phù tế bào cho mỗi đĩa.
Mật độ tế bào trung bình M trong mẫu ban đầu là trung bình
cộng của Mi ở các nồng độ pha loãng khác nhau.
7.3. Phương pháp màng lọc
- Phương pháp này là sự kết hợp của phương pháp lọc vô trùng và phương
pháp đếm khuẩn lạc trên đĩa petri.
- Màng lọc có kích thước lỗ 0,45µm hoặc 0,2µm được chế tạo từ nguyên liệu
là sợi thủy tinh, sợi polypropylene..
50
7.4. Phương pháp MPN
PP MPN (phương pháp số có xác suất cao nhất, số tối khả) còn được gọi
là phương pháp pha loãng tới hạn hay phương pháp chuẩn độ.
Phương pháp này dùng để đánh giá số lượng vi sinh vật theo số lượng
vi sinh vật có xác suất lớn nhất hiện diện trong 1 đơn vị thể tích mẫu.
Đây là phương pháp định lượng dựa trên kết quả định tính của một loạt
thí nghiệm được lặp lại ở một số độ pha loãng khác nhau.
Thông thường việc định lượng này được thực hiện lặp lại 3 lần ở 3 độ
pha loãng bậc 10 liên tiếp, tổng cộng 3x3 = 9 ống nghiệm.
Thao tác tiến hành:
- Bước 1. Cho vào các ống nghiệm có chứa môi trường thích hợp cho
sự tăng trưởng của vi sinh vật cần định lượng một thể tích chính xác
dung dịch mẫu ở 3 nồng độ pha loãng bậc 10 liên tiếp (VD 10-1, 10-2,
10-3).
- Bước 2. Ủ ở nhiệt độ và thời gian thích hợp
- Bước 3. Đọc kết quả, ghi nhận ống dương ở mỗi độ pha loãng (làm đổi
màu, đục môi trường, sinh khí…).
- Bước 4. Tra bảng Mac Crady suy ra mật độ vi sinh vật
MPN/100ml = Giá trị tra bảng x(10/Thể tích mẫu lớn nhất trong loạt pha
loãng mẫu)
7.5. Phương pháp đo độ đục
- Mật độ vi sinh vật có thể được xác định gián tiếp thông qua đo độ đục.
- Trong một giới hạn nhất định của độ đục và mật độ tế bào, có thể xác
lập được quan hệ tỷ lệ tuyến tính giữa mật độ tế bào và độ đục.
- Bước sóng đo độ đục 550 – 610nm.
51
- Trong trường hợp này cần phải thiết lập mối quan hệ tuyến tính giữa
độ đục và mật độ tế bào bằng cách sử dụng huyền phù tế bào có độ
đục xác định và mật độ tế bào xác định trực tiếp bằng các phương
pháp trực tiếp như đếm khuẩn lạc, đếm trực tiếp bằng buồng đếm
hồng cầu…
52
Bài 2. TỔNG VI SINH HIẾU KHÍ
1.Giới thiệu
Vi khuẩn hiếu khí là những vi khuẩn tăng trưởng và hình thành khuẩn lạc
trong điều kiện có sự hiện diện của oxi phân tử.
Tổng số vi khuẩn hiếu khí hiện diện trong mẫu chỉ thị mức độ vệ sinh của
thực phẩm.
Chỉ số này được xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc mọc trên môi
trường thạch dinh dưỡng từ một lượng mẫu xác định.
Một số tên gọi của chỉ số: số vi sinh vật hiếu khí (Aerobic Plate Count, APC),
tổng số đếm trên đĩa (Total Plate Count, TPC), tổng số vi sinh vật sống…
Chỉ tiêu này dùng để đánh giá chất lượng mẫu về vi sinh vật, nguy cơ hư
hỏng, thời hạn bảo quản của sản phẩm, mức độ vệ sinh trong chế biến, bảo
quản sản phẩm, chỉ thị nhạy cảm cho việc loại bỏ và bất hoạt vi sinh gây bệnh
trong nước thải sau xử lý
2.Môi trường và hóa chất
Môi trường sử dụng là Nutrient Agar (NA) hoặc Plate Count Agar (PCA) có
pH 7,0 – 7,2.
Môi trường sau khi pha chế phải được khử trùng ở 121oC trong 15’.
Nếu chưa sử dụng thì phải bảo quản môi trường trong tủ lạnh ở 2 – 8oC
Trước khi sử dụng môi trường phải được đun chảy và làm nguội ở 45oC
trong bể điều nhiệt.
Một số môi trường khác : Tryptose Glucose Agar…
3. Qui trình phân tích phương pháp đổ đĩa
3.1 Chuẩn bị mẫu
Đồng nhất mẫu trước khi phân tích.
Đối với mẫu rắn : cắt, nghiền nhỏ, cho vào dung dịch pha loãng SPW
(8,5 gam Saline 1gam Pepton 100ml Water).
Đối với mẫu lỏng: cho mẫu vào nước pha loãng, lắc đều.
3.2 Cấy mẫu
Pha loãng mẫu theo dãy nồng độ thập phân
Chọn 2 nồng độ thích hợp, chuyển 1ml vào đĩa petri vô trùng
Rót vào mỗi đĩa 10 – 15ml môi trường PCA
53
Xoay nhẹ đĩa vài lần cùng chiều và ngược chiều kim đồng hồ, ủ ở 37oC,
24 - 48 giờ
Chọn các đĩa có số khuẩn lạc từ 25 – 250 để đếm
Tính kết quả
c. Cách tính kết quả
• Đếm tất cả số các khuẩn lạc xuất hiện trên các đĩa sau khi ủ.
• Chọn các đĩa có số đếm từ 25 – 250 để tính kết quả: Mi (CFU/ml) = (Ai
x Di)/V
• Các kết quả tổng số vi khuẩn hiếu khí thường được biểu diễn dưới
dạng số mũ của cơ số thập phân
• Trường hợp có khuẩn lạc vi sinh vật mọc loang, mỗi vết loang được
tính là 1 khuẩn lạc.
• Nếu không xuất hiện khuẩn lạc nào tường thuật kết quả là “Không
phát hiện (< 1 CFU/ml)”
54
Bài 3. TỔNG COLIFORMS
1. Giới thiệu
• Nhóm Coliforms bao gồm tất cả các vi khuẩn hình que, gram âm,
không tạo bào tử, hiếu khí hoặc kị khí tùy ý, lên men lactose với sự
sinh khí trong vòng 48 giờ ở 35oC.
• Chúng bao gồm các chi Escherichia, Enterobacter, Citrobacter và
Klebsiella.
• Coliforms được xem là nhóm vi sinh vật chỉ thị trong thực phẩm cũng
như trong nước hay mẫu môi trường, chỉ thị khả năng hiện diện của
vi sinh vật gây bệnh khác.
2. Môi trường và hóa chất
• Môi trường lỏng Lauryl Sulphate Broth(LSB) hoặc lactose broth (LB)
• Môi trường lỏng Brilliant Green Lactose Bile Salt (canh BGBL).
• Các môi trường được chuẩn bị trong các ống nghiệm chứa ống
Durham úp ngược.
• Sau khi khử trùng, chỉ sử dụng các ống nghiệm không có bọt khí bên
trong ống Durham.
55
3. Qui trình phân tích
Pha loãng mẫu theo dãy nồng độ thập phân
Chuyển 1ml mẫu đã pha loãng vào ống chứa 9ml canh LSB, mỗi nồng độ lặp
lại 3 ống. Ủ 37oC, 24 – 48 giờ (gđ giả định)
Ghi nhận số ống LSB (+) ở mỗi nồng độ pha loãng
Cấy vào ống canh BGBL. Ủ ở 37oC, 24 – 48 giờ (gđ xác định)
Xác định số ống dương ở mỗi độ pha loãng
Tra bảng MPN, tính kết quả
4. Tính kết quả
Các ống nghiệm đục đều, có sinh khí trong ống Durham được coi là dương
tính [+]
Ghi nhận số ống cho kết quả [+] với mỗi độ pha loãng. Đọc kết quả theo bảng
MPN
Không được tường trình kết quả chỉ có thử nghiệm giả định phải thực hiện
thử nghiệm xác định cho tất cả các mẫu
MPN/100ml = Giá trị tra bảng x(10/Thể tích mẫu lớn nhất trong loạt pha
loãng mẫu)
56
Bài 4. TỔNG COLIFORMS PHÂN
1. Giới thiệu
Coliforms phân là Coliforms chịu nhiệt có khả năng sinh indol trong khoảng
24 giờ khi ủ ở 44,5oC trong môi trường canh trypton.
Coliforms chịu nhiệt là coliforms có khả năng lên men lactose sinh hơi trong
khoảng 24 giờ khi được ủ ở 44,5oC trong môi trường canh EC
Coliforms phân là thành phần của hệ vi sinh đường ruột ở người và động vật
máu nóng khác, chúng được sử dụng để chỉ thị mức độ vệ sinh trong quá
trình chế biến, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nước uống cũng như chỉ
thị ô nhiễm phân trong mẫu môi trường
2. Môi trường và hóa chất
• Môi trường lỏng Lauryl Sulphate Broth (LSB) hoặc lactose broth (LB)
• Môi trường canh EC broth
• Môi trường thạch EMB
• Môi trường canh Trypton Broth
• Thuốc thử Kovac’s
3. Qui trình phân tích
Pha loãng mẫu theo dãy nồng độ thập phân
Chuyển 1ml mẫu đã pha loãng vào ống chứa 9ml canh LSB, mỗi nồng
độ lặp lại 3 ống. Ủ 37oC, 24 – 48 giờ (gđ giả định)
Ghi nhận số ống LSB (+) ở mỗi nồng độ pha loãng
Cấy vào ống canh EC broth. Ủ ở 44,5oC, 24 giờ (gđ xác định)
Ghi nhận số ống EC (+) ở mỗi nồng độ pha loãng
Cấy lên thạch EMB, ủ 37oC, 24h
Chọn khuẩn lạc tâm đen, cấy vào canh trypton rồi ủ 44,5oC, 24h
Thử nghiệm Indol
Đếm số canh EC (+) và indol (+), tra bảng MPN
Đọc kết quả Coliforms phân
3.1 Thử nghiệm Indol
a. Nguyên tắc
57
• Tryptophan là một acid amin có thể bị oxy hóa bởi một số vi sinh vật
có hệ enzym trytophanase tạo nên các sản phẩm chứa gốc indol.
• Việc phát hiện indol được thực hiện bằng phản ứng giữa phân tử này
với các thuốc thử chứa p-Dimethylaminobenzaldehyde (p-DMABA)
tạo nên phức có màu đỏ.
b. Tiến hành
• Cấy sinh khối thuần chủng vào canh trypton
• Ủ ở 44,5oC, 24 giờ.
• Nhỏ 5 giọt thuốc thử vào dung dịch sau ủ, để yên vài phút, theo dõi sự
tạo màu đỏ trong lớp dung môi hữu cơ.
• Đọc kết quả: (+) Khi có xuất hiện màu đỏ
(-) Khi có lớp màu vàng trên mặt
4. Tính kết quả
MPN/100ml = Giá trị tra bảng x (10/Thể tích mẫu lớn nhất trong loạt pha
loãng mẫu)
58
Phần 4 Thí nghiệm Hoá học Môi trường
59
Bài 1: XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG CỦA NƯỚC
1. Lý thuyết
1.1. Nguyên tắc (phương pháp định phân bằng EDTA)
Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) hoặc muối natri dẫn xuất (Na –
EDTA) khi thêm vào dung dịch chứa những ion kim loại đa hóa trị dương, ở
pH = 10,0 ± 0,1, sẽ tạo thành các phức chất. Đối với hai ion canxi và magie,
nếu có một lượng nhỏ chỉ thị màu hữu cơ như Erichrome Black T (EBT),
dung dịch sẽ trở thành màu đỏ rượu vang. Khi định phân bằng EDTA, phản
ứng tạo phức giữa EDTA với ion canxi, magie sẽ làm chuyển màu dung dịch
từ đỏ rượu vang sang xanh dương tại điểm kết thúc.
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng
Sự có mặt của một vài ion kim loại nặng làm cho chỉ thị màu nhạt dần hay
không rõ ràng tại điểm kết thúc. Có thể khắc phục trở ngại này bằng cách
thêm chất che trước lúc định phân. Muối Mg – EDTA có tác dụng như một
chất phản ứng kép vừa tạo phức với các kim loại nặng, vừa giải phóng Mg
vào trong mẫu, có thể dùng thay thế cho các chất che có mùi khó chịu và độc
tính.
2. Hóa chất, dụng cụ
2.1 Dụng cụ
- Cốc 250ml: 2 - Erlen 100ml: 2 - Ống đong 50ml: 1
- Buret 25ml: 1 - Pipet 10ml: 3
2.2 Hóa chất
2.2.1 Dung dịch đệm
Cách 1: Hòa tan 16,9g NH4Cl trong 143ml NH4OH đậm đặc, thêm 1,25g muối
Mg-EDTA rồi thêm nước cất cho đủ 250ml.
60
Cách 2: Hòa tan 16,9g NH4Cl trong 143ml NH4OH đậm đặc, thêm 1,179g Na-
EDTA và 780mg MgSO4.7H2O (hoặc 644mg MgCl2.6H2O) trong 50ml nước
cất rồi thêm nước cất vào cho đủ 250ml.
Dung dịch trên chứa trong chai nhựa dẻo hay chai thủy tinh trung tính, thời
hạn sử dụng không quá một tháng. Đậy kín nắp để ngăn NH3 bay hơi và CO2
xâm nhập
2.2.2. Chất chỉ thị màu
Eriochrome Black T (EBT): chất chỉ thị có thể dùng dưới dạng tinh thể khô.
Không nên dùng chất chỉ thị quá nhiều
Nếu tại điểm kết thúc chuẩn độ, sự thay đổi màu chỉ thị không rõ ràng, trong
trường hợp này phải thêm tác nhân che.
Tác nhân che: Dùng NaOH trung hòa mẫu đến pH = 6 (nếu mẫu có tính acid)
thêm 250mg NaCN dạng tinh thể, thêm đủ dung dịch đệm đảm bảo pH = 10
± 0,1.
2.2.3. Dung dịch chuẩn EDTA 0,01M
Hòa tan 3,723g EDTA trong nước cất và định mức thành 1 lít. Dung dịch này
cần được chứa trong chai thủy tinh trung tính hay bình nhựa polyethylene.
3. Thực nghiệm
3.1 Cách làm
Lấy một thể tích mẫu sao cho lượng EDTA chuẩn độ không quá 15ml, hoàn
thành việc định phân trong vòng 5 phút tính từ thời điểm cho dung dịch đệm.
Pha loãng 25ml mẫu thành 50ml với nước cất. Thêm vào dung dịch mẫu 1-
2ml dung dịch đệm đủ để đạt pH 10 ± 0,1. Thêm chất che nếu sự thay đổi
màu tại điểm kết thúc chuẩn độ không rõ ràng.
Thêm chất chỉ thị màu. Chuẩn độ từ từ bằng dung dịch EDTA cho đến lúc có
màu xanh da trời tại điểm kết thúc. Ghi nhận thể tích VEDTA đã dùng để tính
độ cứng tổng cộng
3.2 Tính toán
61
Độ cứng tổng (mg CaCO3/l) =
𝑉1 . 𝐶𝐸𝐷𝑇𝐴. 1000.100
𝑉𝑚ẫ𝑢
= 𝑉1. 1000
𝑉𝑚ẫ𝑢
Trong đó:
V1 – thể tích EDTA chuẩn độ (ml);
CEDTA – nồng độ mol của dung dịch EDTA;
Vmẫu – thể tích dung dịch mẫu (ml).
62
Bài 2 : XÁC ĐỊNH CHẤT RẮN TRONG NƯỚC
1. Lý thuyết
Phương pháp xác định (Phương pháp định phân)
Chất rắn tổng cộng được xác định bằng cách làm bay hơi nước (sấy ở nhiệt
độ 100 – 105oC) và canh phần khô còn lại. Nếu tiếp tục nung phần chất rắn
khô còn lại này ở 550 ± 50oC thì phần trọng lượng khô sau khi nung chính
là hàm lượng chất rắn ổn định.
Hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng cách lọc mẫu qua giấy lọc
sợi thuỷ tinh tiêu chuẩn (đã cân xác định trọng lượng ban đầu), sau đó làm
khô giấy lọc có cặn để trọng lượng không đổi ở nhiệt độ 103 –105oC. Độ tăng
trọng lượng giấy lọc sau khi sấy chính là tổng chất rắn lơ lửng.
- Tổng chất rắn hoà tan = chất rắn tổng cộng – tổng chất rắn lơ lửng.
- Chất rắn ổn định = chất rắn tổng cộng – chất rắn bay hơi.
2. Dụng cụ
- Cốc sứ, thuỷ tinh có hàm lượng silicat cao
- Tủ nung: nhiệt độ bằng 550 ± 50oC
- Bình hút ẩm
- Ống đong - Giấy lọc.
3. Thực nghiệm
3.1. Chất rắn tổng cộng và bay hơi
3.1.1. Chuẩn bị cốc
- Làm khô cốc ở nhiệt độ 103 –1050C trong 1 giờ. Nếu xác định cả chất rắn
bay hơi thì nung cốc 1 giờ ở nhiệt độ 550 ± 500C trong tủ nung.
- Làm nguội cốc trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ)
- Cân cốc: P0(mg)
3.1.2. Phân tích mẫu
Xác định chất rắn tổng cộng
63
Chọn thể tích mẫu sao cho lượng cặn nằm giữa 2,5mg - 200mg. Lấy mẫu có
thể tích xác định cho vào cốc đã cân rồi cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 103- 1050C
làm bay hết hơi nước. Sau đó làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân
bằng với nhiệt độ phòng. Cân cốc: P1(mg)
Xác định tổng chất rắn bay hơi
- Thực hiện các bước như phần xác định chất rắn tổng cộng
- Nung cốc trong tủ nung ở nhiệt độ 550 ± 500C
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng với nhiệt độ
phòng (trong 1giờ)
- Cân cốc: P2 (mg)
Chú ý: lặp lại chu kỳ sấy (hoặc nung), làm nguội, để trong bình hút ẩm
và cân cho đến khi thu được trọng lượng không đổi
3.2. Tổng chất rắn lơ lửng
3.2.1 Chuẩn bị giấy lọc sợi thuỷ tinh
- Làm khô giấy ở nhiệt độ 103 –1050C trong 1 giờ
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng với nhiệt độ
phòng (trong 1 giờ).
- Cân cốc: P3 (mg)
3.2.2 Phân tích mẫu
- Lọc mẫu có dung dịch xác định (đã được xáo trộn đều) qua giấy lọc
đã cân.
- Làm bay hơi nước trong tủ sấy ở nhiệt độ 103 – 105oC.
- Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ cân bằng (trong 1 giờ).
- Cân P4 (mg).
4. Tính toán
Chất rắn tổng cộng (mg/l) = (𝑃1 − 𝑃0).1000
𝑇ℎể 𝑡í𝑐ℎ 𝑚ẫ𝑢 (𝑚𝑙)
Tổng chất rắn bay hơi (mg/l) = (𝑃1−𝑃2).1000
𝑇ℎể 𝑡í𝑐ℎ 𝑚ẫ𝑢 (𝑚𝑙)
64
Tổng chất rắn lơ lửng (mg/l) = (𝑃4−𝑃3).1000
𝑇ℎể 𝑡í𝑐ℎ 𝑚ẫ𝑢 (𝑚𝑙)
Trong đó: P0 - Khối lượng cốc (mg)
P1- Khối lượng cốc + mẫu sau khi sấy ở 103 –1050C (mg)
P2 - Khối lượng cốc + mẫu sau khi nung ở 550 ± 500C (mg)
P3 – Khối lượng giấy lọc (mg)
P4 – Khối lượng giấy lọc + mẫu sau khi sấy ở 103 –1050C (mg)
65
Bài 3: NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD)
1. Lý thuyết
1.1 Phương pháp xác định
Phần lớn các chất hữu cơ đều bị oxy hóa bởi K2Cr2O7 trong môi trường acid,
ở nhiệt độ 150oC. Phản ứng diễn ra theo phương trình sau:
CnHaOb + cCr2O72- + 8cH+ n CO2 + (a/2 + 4 c) H2O + 2cCr3+
Với c = 2/3n + a/6 – b/3
Sau khi phản ứng oxy hóa xảy ra hoàn toàn, định phân lượng dicromatkali
dư bằng Fe(NH4)2SO4 theo phương trình:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + Cr3+ + 7 H2O
Trị số COD chính là lượng oxy tính từ hàm lượng K2Cr2O7 tham gia phản
ứng oxy hóa.
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng
Bằng phương pháp đun hoàn lưu dicromat, các hợp chất béo mạch thẳng,
hợp chất nhân thơm và piridin không bị oxy hóa. Để gia tăng vận tốc phản
ứng, sử dụng thêm Ag2SO4 làm chất xúc tác. Bạc dễ kết tủa với các ion thuộc
họ halogen và chính các halogen cũng bị oxy hóa một phần bởi dicromat nên
phải cho thêm HgSO4 vào dung dịch K2Cr2O7 để tạo phức bền HgCl42-. Lượng
HgSO4 cho vào dung dịch theo tỷ lệ HgSO4/Cl = 10:1 Amoniac có nồng độ cao
cũng gây cản trở, để loại bỏ ammoniac nên đun sôi nước cho cạn đến 2/3
thể tích cũ.
Sắt gây sai số thừa nên phải lọc nước để loại bỏ sắt trước khi định lượng
chất hữu cơ
2. Dụng cụ, hóa chất
2.1. Dụng cụ, thiết bị
- Pipet 1ml, 5ml, 10ml: 3 - Buret 25ml: 1
- Ống COD: 15 - Erlen 100ml: 5
- Tủ sấy 150oC - Bếp điện
2.2. Hóa chất
- Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,1N: Hòa tan 4,913g K2Cr2O7 (sấy ở 105oC
trong 2 giờ) trong 500ml nước cất, thêm vào 167ml H2SO4 đậm đặc
66
và 33,3g HgSO4, khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức
thành 1 lít.
- H2SO4 reagent: Hòa tan 5,5g Ag2SO4 trong 1 kg H2SO4 đậm đặc, để 1-2
ngày cho hòa tan hoàn toàn.
- Thuốc thử Ferroin: Pha 1,485g 1,10 phenalthroline monohydrate và
695mg FeSO4.7H2O định mức thành 100ml.
- Dung dịch ferrous amonium sulfate: Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O (FAS
0,1N): Hòa tan 39,2g vào nước cất thêm vào 20ml H2SO4 đđ và định
mức thành 1 lít.
3. Thực hành
Phương pháp đun hoàn lưu kín (với mẫu có COD > 50 mg O2/l)
- Rửa ống COD và nút bằng dung dịch H2SO4 20% trước khi sử dụng
- Chọn thể tích mẫu và hóa chất theo bảng hướng dẫn sau:
Kích thước ống V mẫu
(ml)
dd K2Cr2O7
(ml)
H2SO4
(ml)
Vtc
(ml)
16 x 100 (mm) 2,5 1,5 3,5 7,5
20 x 150 (mm) 5,0 3,0 7,0 15,0
25 x 150 (mm) 10,0 6,0 14,0 30,0
Ống chuẩn 2,5 1,5 3,5 7,5
Cho vào ống COD V (ml) mẫu, dung dịch K2Cr2O7 0,1N và H2SO4 theo bảng
hướng dẫn trên. Lưu ý phản ứng xảy ra mạnh nên cần cho acid cẩn thận,
chảy dọc theo thành ống nghiệm. Sau đó, lắc mẫu thật đều.
Làm tương tự với mẫu trắng (thay mẫu bằng nước cất).
Cho ống nghiệm vào tủ sấy, nung ở nhiệt độ 1500C trong vòng 2 giờ (nung
kèm theo một ống mẫu trắng ở nhiệt độ 1500C)
Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ ra erlen, thêm hai giọt chỉ thị ferroin và
định phân bằng FAS 0,1N. Kết thúc phản ứng khi dung dịch chuyển từ màu
xanh lục sang nâu đỏ. Tương tự định phân mẫu trắng
67
4. Tính toán
COD = (𝐴−𝐵).8.1000.𝐶𝑁
𝑉𝑚ẫ𝑢
Trong đó: A - thể tích FAS chuẩn độ mẫu trắng, mL
B - thể tích FAS chuẩn độ mẫu nước cần phân tích
CN - nồng độ đương lượng của FAS
Vmẫu - thể tích dung dịch mẫu, mL
68
Bài 4: XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC
1. Lý thuyết
Sắt trong dung dịch được khử thành dạng Fe2+ (tan trong nước) bằng cách
đun sôi trong môi trường acid và hydroxylamine, sau đó Fe2+ tạo phức có
màu với 1,10-phenanthroline ở pH = 3,0 - 3,3. Mỗi nguyên tử Fe2+ sẽ kết hợp
với ba phân tử của phenanthroline tạo thành phức chất màu đỏ cam. Cường
độ màu tuân theo định luật Lambert-Beer và phụ thuộc vào pH. Phản ứng sẽ
đạt tốc độ cực đại khi pH của môi trường trong khoảng từ 2,9 - 3,5 và sử
dụng một lượng thừa phenanthrolin. Các phương trình phản ứng được biểu
diễn như sau:
Fe(OH)3 + 3H+ → Fe3+ + 3H2O
4Fe3+ + 2NH2OH → 4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+
2 . Dụng cụ- hóa chất
2.1. Dụng cụ
Dụng cụ thủy tinh: loại bỏ sắt bám trên thành dụng cụ cần phải rửa tất cả
dụng cụ thủy tinh bằng acid HCl đậm đặc, tráng lại bằng nước cất trước khi
sử dụng.
- Erlen 125ml: 2
- Ống đong 50ml: 1
- Bình định mức 100ml: 6
- Pipet 2ml, 5ml, 10ml: mỗi loại 2 chiếc
- Pipet 25ml: 1
- Máy đo quang
- Bếp điện
2.2. Hóa chất
- HCl đđ
- Dung dịch hydroxylamine: hòa tan 10g NH2OH.HCl trong 100ml nước cất.
- Dung dịch đệm ammonium acetate (NH4CH3COO): hòa tan 250g
NH4CH3COO trong 150ml nước cất, thêm 700ml acid acetic (CH3COOH)
đậm đặc, lắc đều, cho nước cất đến 1000ml
- Dung dịch phenanthroline:
Cách 1: hòa tan 100mg 1,10- phenanthroline (C12H8N2.H2O) trong 100ml
nước cất, khuấy và đun tới 80oC. Không được đun sôi.
69
Cách 2: cho 10ml nước cất vào trong cốc chứa 100mg phenanthroline
C12H8N2.H2O, thêm 2 giọt acid HCl đậm đặc, khuấy đều đến khi tan hoàn toàn,
pha loãng thành 100ml. Không sử dụng khi dung dịch có màu.
- Dung dịch lưu trữ sắt: (500ppm): Đổ 20ml H2SO4 đậm đặc vào 50ml nước
cất và thêm vào 1,7594g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O. Sau khi dung dịch đồng nhất.
Pha thành 500ml với nước cất (1,00ml = 500 g Fe).
- Dung dịch chuẩn:
Lấy 20ml dung dịch lưu trữ sắt cho vào bình định mức 1000ml, thêm nước
cất tới vạch định mức (1,00ml = 10,00 µg Fe).
3. Thực hành
3.1. Sắt tổng cộng (Fetc)
Mẫu phải được lắc đều trước khi phân tích, lấy 50ml mẫu cho vào erlen. Nếu
thể tích mẫu có hàm lượng sắt cao hơn 200 g, sử dụng một lượng mẫu ít hơn
và pha thành 50ml. Thêm 2ml HCl đậm đặc và 1ml NH2OH.HCl. Thêm vài
viên bi thủy tinh vào erlen, đun sôi đến khi thể tích còn khoảng 15- 20ml
(nếu mẫu bị cạn, cho vào 2ml HCl đđ và 5ml nước cất).
Làm nguội mẫu ở nhiệt độ phòng, chuyển dung dịch vào bình định
mức 100ml, thêm 10ml dung dịch đệm NH4CH3COO và 4ml dung dịch
phenanthroline.
Cho nước cất tới vạch định mức và lắc đều, sau đó để khoảng 10 - 15 phút
cho cường độ màu đạt cực đại và ổn định. Đo độ hấp thu trên máy quang
phổ ở bước sóng 510 nm.
3.2. Sắt hòa tan
Ngay sau khi lấy mẫu, lọc mẫu bằng giấy lọc có đường kính 0,45 m, nước sau
lọc được acid hóa với tỉ lệ 1ml HCl đậm đặc : 100ml mẫu. Tổng hàm lượng
sắt hòa tan được xác định như trong phần 3.1.
3.3. Sắt hai (Fe2+)
Việc xác định Fe2+phải thực hiện tại vị trí lấy mẫu bởi vì có sự thay đổi tỷ lệ
giữa Fe2+và Fe3+ theo thời gian trong môi trường acid. Để xác định Fe2+, acid
hóa mẫu theo tỉ lệ 2ml HCl đậm đặc/100ml mẫu tại thời điểm lấy mẫu.
Lấy 50ml mẫu đã được acid hóa, thêm 20ml phenanthroline và 10ml
dung dịch đệm NH4CH3COO, lắc đều. Pha thành 100ml với nước cất, đợi
khoảng 10- 15 phút, sau đó đo độ hấp thu A ở bước sóng 510nm.
70
3.4. Cách thành lập đường chuẩn
Sử dụng dung dịch chuẩn có nồng độ 1ml = 10µg Fe
Pha một loạt dung dịch chuẩn sắt như sau:
STT 1 2 3 4 5 6
V dd chuẩn (ml) 0 2 4 6 8 10
V nước cất (ml) 50 48 46 44 42 40
V dd đệm (ml)
NH4CH3COOH 10 10 10 10 10 10
V dd phenanthroline
(ml) 4 4 4 4 4 4
Định mức thành 100ml
Hàm lượng sắt (µg) 0 20 40 60 80 100
Nồng độ sắt (mg/l) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Độ hấp thụ quang A 0
Chú ý: nếu mẫu bị đục và có màu, thay vì dùng nước cất làm mẫu chuẩn
trắng, sử dụng chính mẫu làm mẫu chuẩn trắng và xử lý mẫu qua các bước
như trong quá trình thực hiện nhưng không cho phenanthroline
3.5. Tính toán
Sau khi đo được độ hấp thụ quang của các dung dịch chuẩn trên. Vẽ giản đồ
A= f(C), sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y
= ax + b. Từ trị số đo độ hấp thụ quang của dung dịch mẫu Am suy ra được
Cm (mg/l) từ phương trình trên.
71
Phần 5
Thực hành Sinh thái học
và Ứng dụng
72
Bài 1: SỰ ĐA DẠNG LOÀI Chủ đề
Một quần xã tự nhiên có sự đa dạng lớn về loài
Thời gian
30 phút cho phần A, 45 phút cho phần B
Vật liệu
Khu vực ngoài trời
Sổ ghi chú
Quy trình A
1. Chép lại bảng dữ liệu vào sổ ghi chép 2 lần, gọi là Bảng Dữ liệu 1 và
Bảng Dữ liệu 2
2. Xem xét hình 1 bên dưới, hình thể hiện quần xã gồm 6 loài động vật.
Hãy đếm số lượng cá thể của mỗi loài và ghi nhận số liệu vào Bảng Dữ
liệu 1
3. Xem xét hình 2 bên dưới, cũng thể hiện quần xã gồm 6 loài động vật.
Hãy đếm số lượng cá thể của mỗi loài và ghi nhận số liệu vào Bảng Dữ
liệu 2
4. Hãy tính độ đa dạng sinh học của mỗi quần xã theo công thức sau:
Chỉ số đa dạng sinh học = (số lượng loài trong khu vực)/(tổng số lượng cá
thể trong khu vực)
5. Trả lời câu hỏi 1 – 4, phần Phân tích
Bảng Dữ liệu
Loài Số lượng cá thể của loài
Quy trình B
1. Theo giảng viên ra một khu vực ngoài trời, nơi giảng viên sẽ giới
thiệu một quần xã sinh vật.
2. Chép bảng dữ liệu vào sổ ghi chép. Sinh viên có thể thêm dòng vào
bảng nếu cần
73
3. Đếm số lượng loài sinh viên ghi nhận được trong khu vực vào sổ, và
số lượng cá thể từng loài. Nếu không biết tên của loài đó, sinh viên
có thể hỏi giảng viên, hoặc đơn giản ghi là “loài A”, “loài B”, …
4. Xác định chỉ số đa dạng sinh học của quần xã.
5. Trả lời câu hỏi 5, 6 của phần Phân tích
Phân tích
1. Dùng từ ngữ của bạn, định nghĩa “Đa dạng sinh học” là gì?
2. Quần xã nào giữa hình 1 và hình 2 chứa độ đa dạng hơn?
3. Tính chỉ số đa dạng sinh học cho một mô hình chỉ có 40 con giun đất.
4. Tính chỉ số đa dạng sinh học cho một mô hình có 3 con giun đất, 3 con
dế, 4 con rết, 5 con châu chấu, 5 con cuốn chiếu, 4 con mối, 2 con chuột
chũi, 2 cây dương xỉ, 2 khuẩn lạc nấm sợi và 9 con kiến.
5. Chỉ số đa dạng sinh học bạn tính trong khu vực ngoài trời là bao
nhiêu?
6. Bạn có nghĩ việc canh tác nông nghiệp có ảnh hưởng đến đa dạng sinh
học không?
Hình 1 – Quần thể A
74
Hình 2 – Quần thể B
75
Bài 2: ĐA DẠNG SINH HỌC TRONG HỆ SINH THÁI ĐẤT
Chủ đề
Hệ sinh thái đất khác nhau dựa vào sự có mặt của nước, chất dinh dưỡng
và các điều kiện khác của đất
Thời gian
45 phút cho phần A và 60 phút cho phần B
Vật liệu
Xẻng
Thước
Ly giấy
Cân điện tử
Ống đong 100 mL
Phễu Berlese
Bẫy loài không xương sống
Kẹp
Chai thu mẫu
200 mL ethanol
Kính hiển vi hoặc kính lúp
Dụng cụ thu mẫu đất nhỏ
Chậu rửa hoặc khay mổ
Nguồn nước
Sổ ghi chép
Quy trình A
1. Theo giảng viên ra khu vực ngoài trời, nơi có sự đa dạng về các loại
đất. Tại mỗi khu vực:
a. Đánh giá độ ẩm của đất. Để làm điều này, hãy đào khoảng 5cm
xuống dưới bề mặt và lấy tay cầm một nắm đất, và bóp chặt,
sau đó mở bàn tay để xem hình dạng nắm đất. Nếu chúng giữ
nguyên được hình dạng, đó là đất ướt. Nếu nó rớt ra thành từng
miếng sau vài phút, đó là đất có độ ẩm trung bình. Còn nếu
chúng vụn ra ngay lập tức, đó là đất khô. Ghi nhận ẩm độ vào
bảng dữ liệu 1.
76
b. Xác định nhiệt độ của đất bằng cách đặt nhiệt kế vào độ sâu 5
cm dưới mặt đất. Sau một phút, đọc và ghi nhận nhiệt độ vào
bảng dữ liệu 1.
c. Xác định màu của đất và ghi vào bảng dữ liệu 1.
d. Xác định khối lượng riêng của đất. Thông thường, đất nén thì
đặc hơn đất xốp. Sử dụng dụng cụ thu mẫu để lấy mẫu đất. Đặt
mẫu đất vào ly giấy. Khi sinh viên quay lại lớp, sử dụng ống
đong để đong 100 mL đất, và đặt lên cân, xác định khối lượng
của đất. Tính khối lượng riêng của đất theo công thức:
Với D: khối lượng riêng, m là khối lượng, V là thể tích.
Ghi nhận khối lượng riêng vào bảng dữ liệu 1.
Bảng Dữ liệu 1
Độ ẩm Nhiệt độ Màu
sắc
Khối lượng
riêng
Ghi chú
Khu vực 1
Khu vực 2
Khu vực 3
2. Trả lời câu hỏi 1, 2 trong phần Phân tích
Quy trình B
1. Dựa vào thông tin thu thập được từ các khu vực thu mẫu, bạn hãy xây
dựng các giả thuyết về quần thể sinh vật không xương sống có tại mỗi
khu vực đất. Viết các giả thuyết này vào sổ ghi chú
2. Công việc của bạn là xây dựng và thực hiện các thí nghiệm để kiểm
chứng các giả thuyết mà bạn đưa ra. Bạn có thể dùng các vật dựng
được cung cấp bởi giảng viên, nhưng có thể không cần dùng hết tất
cả.
3. Trước khi sắp đặt thí nghiệm, bạn cần quyết định chính xác điều bạn
sẽ làm. Viết các bước bạn dự kiến thực hiện (quy trình thí nghiệm của
bạn) và vật liệu bạn cần sử dụng (danh sách vật liệu) vào bảng dữ liệu
2. Đưa quy trình và danh sách vật liệu này cho giảng viên xem. Nếu
77
giảng viên chấp thuận, tiếp tục thí nghiệm của bạn, nếu không, chỉnh
sửa nội dung công việc và trình lại cho giảng viên xem.
4. Một khi giảng viên đã chấp thuận, chuẩn bị vật liệu bạn cần và bắt đầu
thực hiện quy trình của bạn.
5. Thu thập kết quả vào bảng dữ liệu do bạn thiết kế.
6. Trả lời câu hỏi từ 3 – 6 trong phần Phân tích.
Bảng dữ liệu 2
Quy trình thí nghiệm
Danh sách vật
Chấp thuận của giảng viên
Phân tích
1. Các loài không xương sống cần môi trường đất gì để sống?
2. Dựa vào quan sát của bạn trong phần A, loại đất nào trong các khu
vực, A, B hay C, sẽ có nhiều quần thể sinh vật không xương sống hơn?
Hãy giải thích
3. Bạn thu thập các loài không xương sống bằng cách nào ở mỗi loại đất?
4. Giả thuyết của bạn được chứng minh đúng hay sai?
5. Mô tả ba loại sinh vật thường gặp mà bạn tìm thấy trong mẫu đất của
mình.
6. Dựa vào thí nghiệm này, khu đất nào đa dạng sinh học nhất, hay có
nhiều dạng sống hơn?
78
Bài 3: LƯỚI THỨC ĂN
Chủ đề
Năng lượng hấp thu bởi cây xanh sẽ chuyển vào các dạng sinh vật khác
trong hệ sinh thái
Thời gian
55 phút
Vật liệu
Kéo
Sổ ghi chép
Quy trình
1. Sử dụng kéo, cắt hình các hinh vật và các mũi tên trong hình 1. Đặt các
ô trống sang một bên.
2. Sử dụng internet hoặc sách tham khảo để tìm hiểu các động vật trong
hình trên ăn gì.
3. Đặt lên bàn, sắp xếp các sinh vật thành 5 chuỗi thức ăn khác nhau.
Hãy nối mỗi cấp dinh dưỡng với một chuỗi thức ăn bằng một mũi tên.
Mũi tên nên chỉ thẳng về nơi nguồn năng lượng chuyển đến trong
chuỗi thức ăn. Chuỗi thức ăn có thể chứa 3 hoặc 4 sinh vật. Không nên
để thừa sinh vật. Nếu cần, hãy vẽ thêm mũi tên.
4. Trả lời câu hỏi 1, 2 phần Phân tích
5. Sắp xếp 5 chuổi thức ăn vào một lưới thức ăn lớn
6. Trong các ô trống, hãy vẽ và viết thêm tên của hai loài sinh vật phân
huỷ
7. Thêm sinh vật phân huỷ vào lưới thức ăn của bạn. nếu cần, vẽ thêm
mũi tên
8. Trả lời câu hỏi từ 3 – 9, phần Phân tích
Phân tích
1. Các dạng sinh vật hình thành nên nền tảng của mỗi chuỗi thức ăn?
Bảng dữ liệu
Phiêu sinh thực vật Hải cẩu
Cá voi Cá lớn
Cá nhỏ Phiêu sinh động vật
79
2. Chiều năng lượng di chuyển thế nào trong chuỗi thức ăn: đi từ sinh
vật tiêu thụ đến sinh vật sản xuất hay ngược lại?
3. Dựa vào hiểu biết của bạn về chuỗi thức ăn, hãy vẽ chuỗi thức ăn trên
đại dương dựa vào dữ liệu trong bảng sau:
4. Có bao nhiêu cấp dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn bạn vẽ ở câu 3?
5. Hai loại sinh vật phân huỷ bạn thêm vào trong lưới thức ăn trong
bước 6 ở trên là gì?
6. Tại sao cần có sinh vật phân huỷ trong lưới thức ăn?
7. Vai trò của sinh vật sản xuất trong chuỗi thức ăn hay lưới thức ăn là
gì?
8. Chuỗi thức ăn bạn tạo ra ở trên không có bất kỳ sinh vật ăn xác thối
nào. Vai trò của sinh vật ăn xác thối là gì trong hệ sinh thái?
9. Liệt kê các sinh vật của bạn trong chuỗi thức ăn theo từng nhóm:
a. Sinh vật sản xuất
b. Sinh vật tiêu thụ bậc 1
c. Sinh vật tiêu thụ thứ 2
d. Sinh vật tiêu thụ bậc 3
80
Hình 1
81
Phần 6
Thí nghiệm Quản lý Chất thải rắn
82
Bài 1
KHẢO SÁT THU GOM RÁC SINH HOẠT HỘ GIA ĐÌNH –
PHÂN LOẠI RÁC TẠI NGUỒN
1. Mục đích
- Khảo sát hiện trạng lưu trữ và thu gom rác tại các hộ gia đình trong địa
bàn thành phố Hồ Chí Minh (cụ thể là tại các phường, quận, huyện), từ
đó đề xuất các giải pháp cải tiến kỹ thuật thu gom rác tại hộ gia đình
khi có phân loại rác tại nguồn.
- Giúp sinh viên hiểu rõ hơn vấn đề phân loại rác tại nguồn (PLRTN),
sinh viên biết cách thực hiện một cuộc phỏng vấn dựa trên bảng câu
hỏi đã được soạn, đồng thời có khả năng tuyên truyền cho hoạt động
phân loại rác tại nguồn.
- Tổng hợp số liệu khảo sát để đánh giá khả năng tham gia thực hiện
phân loại rác tại nguồn của cộng đồng dân cư trong khu vực.
2. Yêu cầu
- Sinh viên đã học xong “Nguồn phát sinh và thành phần chất thải rắn đô
thị” và “Phân loại, lưu trữ và xử lý chất thải tại nguồn”, nên sinh viên
biết được mục đích và ý nghĩa của việc PLRTN.
- Sinh viên tự khảo sát bằng cách phỏng vấn trực tiếp và phát bịch xốp
cho các hộ gia đình quanh khu vực mình sinh sống. Mỗi nhóm 5 sinh
viên, mỗi sinh viên thực hiện phỏng vấn 10 - 20 hộ gia đình và thu gom
mẫu rác tại các hộ gia đình đã phỏng vấn, sau đó mang về phòng thí
nghiệm để thực hiện nội dung bài 2.
- Từ kết quả khảo sát, các nhóm tổng hợp và viết nhận xét về tình hình
phát sinh rác từ hộ gia đình, đánh giá khả năng tham gia thực hiện
PLRTN trong cộng đồng dân cư dựa trên các kiến thức đã học và từ
khảo sát thực tế.
3. Nội dung thực hiện
3.1. Khảo sát hiện trạng lưu trữ và thu gom rác sinh hoạt hộ gia đình
- Sinh viên thực hiện việc viết hoàn chỉnh mẫu phiếu khảo sát theo
hướng dẫn của giảng viên.
- Sinh viên phỏng vấn các hộ gia đình theo mẫu phiếu khảo sát đã được
giảng viên đồng ý, mỗi nhóm khảo sát 10 – 20 hộ gia đình gần khu vực
mình sinh sống.
83
- Sinh viên phỏng vấn đại diện các hộ gia đình về hiện trạng lưu trữ,
thu gom rác sinh hoạt và tìm hiểu ý kiến người dân về PLRTN.
- Sinh viên phát 2 bịch xốp cho các hộ gia đình đã phỏng vấn (1 bịch
xốp để đựng rác thực phẩm và 1 bịch để đựng các thành phần rác vô
cơ còn lại), đúng 24 tiếng sau đến nhận 2 bịch xốp chứa rác tại các hộ
gia đình đó.
- Khi đến lấy mẫu rác, sinh viên mang theo cân để cân tại chỗ khối
lượng rác thực phẩm và tổng khối lượng 2 loại rác, mang bịch rác vô
cơ về phòng thí nghiệm.
- Lưu ý:
+ Khi gửi túi lấy mẫu, cần sử dụng bịch xốp có 2 màu khác nhau
+ Sử dụng băng keo giấy để dán nhãn ở ngoài: ghi lại địa chỉ của hộ
gia đình, thời gian gửi túi lấy mẫu.
3.2. Nội dung phiếu khảo sát
a. Phiếu khảo sát sử dụng để phỏng vấn người dân tại các hộ gia đình
b. Phiếu khảo sát sử dụng để phỏng vấn công nhân thu gom rác hộ gia đình
PHIẾU KHẢO SÁT THU GOM RÁC HỘ GIA ĐÌNH
1 PHẦN PHỎNG VẤN 1.1 Thông Tin Về Công Nhân Thu Gom Họ và tên người được phỏng vấn: .……............................................................................................. Tuổi : .……............................................................................................. Nơi cư trú : .……............................................................................................. Nơi công tác : .……............................................................................................. Thời gian công tác : .……............................................................................................. 1.2 Hoạt Động Thu Gom Rác Xin Anh/Chị vui lòng cho biết: 1. Số người theo 1 xe thu gom? 1 người 2 người 3 người 2. Số thùng/xe thu gom do anh/chị quản lý:………………………………………………………………. 3. Tổng số hộ gia đình được phục vụ/ngày?................................................................................................. 4. Số chuyến thu gom trong một ngày?........................................................................................................ 5. Xe/thùng thu gom do anh/chị phụ trách được tập trung ở địa chỉ nào?……………………………....... ………………………………………………………………………………………………………………………6. Mỗi ngày anh/chị phải thu gom rác ở những tuyến đường nào? (xin vui lòng liệt kê theo thứ tự thời gian làm việc trong ngày)
84
Tuyến 1:……………………………………………………………………….......…………………… Tuyến 2:………………………………………………………………………………………………..
Tuyến 3:………………………………………………………………………………………………… 7. Thời gian bắt đầu và kết thúc việc thu gom rác của các tuyến thu gom do anh/chị phụ trách:
Tuyến 1: bắt đầu lúc…………………….…kết thúc lúc………………… Tuyến 2: bắt đầu lúc…………………….…kết thúc lúc………………… Tuyến 3: bắt đầu lúc…………………….…kết thúc lúc…………………
8. Thời gian bắt đầu đi từ nơi tập trung xe/thùng thu gom:.....………………………………………… 9. Hình thức thu gom (hai nhà đối diện, các nhà cạnh nhau trong cùng một bên
đường, tùy theo hợp đồng ký kết hay được giao khoán,…)………………….……………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………… 10. Anh/chị có thu nhặt phế liệu không? Có Không 11. Các loại phế liệu nào thường được nhặt lại?
Giấy Carton Túi nilon Nhựa Lon đồ hộp Chai lọ Thủy tinh Gỗ Cao su Sắt thép kim loại khác Loại khác:…….
12. Mỗi ngày anh/chị thu được khoảng bao nhiêu rác phế liệu? (loại phế liệu và lượng phế liệu) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........................
13. Nếu có thể, xin anh/chị vui lòng cho biết số tiền thu được từ bán phế liệu:…………………………..
14. Các loại phế liệu này được bán cho cơ sở nào?...................................................................................... …………………………………………………………………………………………………………..............
15. Anh/chị được nhận lương từ cơ quan/tổ chức nào? ........................................................................... 16. Nếu có thể, xin vui lòng cho biết mức lương:……………………………………………………… 17. Anh chị có kiêm nhiệm quét rác đường phố không? Có Không
Nếu có khoảng bao nhiêu m2?...............................................................................................................
18. Xe/thùng thu gom do anh/chị tự trang bị hay được cấp? Được cấp
Mua 20. Các khó khăn anh/chị gặp phải trong quá trình thu gom rác?....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 21. Anh/chị có ý kiến gì khác để quá trình thu gom, vận chuyển rác được tốt hơn--------------------------------------------- --------------------------------------------------
Ngày khảo sát Người khảo sát (ký tên và ghi rõ họ tên)
Hình 1.1. Mẫu phiếu khảo sát thu gom rác hộ gia đình.
85
3.3. Nội dung báo cáo
Các nội dung chính thể hiện trong báo cáo bao gồm:
1. Mục đích và ý nghĩa của PLRTN
2. Lợi ích của việc thực hiện PLRTN
3. Nhận xét về thành phần rác hộ gia đình sau khi đã thực hiện quá trình
phân loại, cân và xác định thành phần trăm các loại chất thải.
4. Các phương án kỹ thuật thực hiện PLRTN
Một số gợi ý: Phương án phân loại tập trung; phương án phân loại tại
nguồn …
Sinh viên có thể đề xuất thêm các phương án khác, đối với mỗi
phương án cần trình bày nội dung phương án, ưu và nhược điểm của
mỗi phương án.
5. Giới thiệu cụ thể phương án phân loại rác tại nguồn (chia làm 2
trường hợp):
- Phân loại tất cả chất thải thành các thành phần khác nhau (sinh viên
dựa vào số liệu đã phân tích thành phần, khối lượng mẫu rác tại phòng
thí nghiệm, tổng hợp và thống kê số liệu).
- Phân loại theo nhóm thành phần:
Phương án 1: phân loại theo nhóm các loại chất thải có khả năng
tái chế và chất thải không tái chế. Đưa ra trường hợp sử dụng 2
thùng chứa và trường hợp sử dụng 3 thùng chứa.
Phương án 2: tách chất thải thực phẩm riêng và các loại chất thải
còn lại. Đưa ra trường hợp sử dụng 2 thùng chứa và trường hợp
sử dụng 3 thùng chứa.
6. Từ phương án PLRTN ở các hộ gia đình, sinh viên đề xuất phương án
PLRTN cho trường học, siêu thị và cơ quan-văn phòng (sinh viên tự
chọn 1 trong 3 trường hợp trên).
7. Từ khảo sát, hãy đánh giá khả năng tham gia PLRTN của các hộ gia
đình tại khu vực thực hiện khảo sát. Đề xuất các kiến nghị để việc
PLRTN được thực hiện tốt và nhận được sự tham gia và ủng hộ của
người dân.
86
Bài 2: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, KHỐI LƯỢNG RIÊNG, ĐỘ ẨM, KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA CHẤT THẢI RẮN
1. Xác định thành phần chất thải rắn
1.1. Ý nghĩa của việc xác định thành phần chất thải rắn
- Xác định thành phần đặc trưng của chất thải rắn sinh hoạt của quận,
huyện, thành phố thông qua công đoạn phân tích thành phần của rác
hộ gia đình tại phòng thí nghiệm. Các thành phần rác từ các nguồn khác
(trường học, cơ quan, công sở, …) được xác định tương tự như rác hộ
gia đình.
- Từ việc xác định thành phần chất thải rắn, có thể xác định thành phần
phần trăm của mỗi loại rác có khả năng tái chế và rác không tái chế,
giúp đánh giá hiện trạng thu gom, lưu trữ chất thải rắn tại nguồn và
khả năng phân loại rác tại nguồn.
1.2. Nguyên tắc lấy mẫu chất thải rắn để phân tích thành phần.
Sử dụng phương pháp ¼:
- Đổ mẫu chất thải đã được thu gom (mẫu rác từ các hộ gia đình đã được
khảo sát ở bài trước) xuống sàn (chỉ sử dụng mẫu chất thải vô cơ, thành
phần hữu cơ đã được cân và tách riêng);
- Trộn kỹ mẫu chất thải với nhau;
- Đánh đống chất thải theo hình nón;
- Chia hình nón thành 4 phần đều nhau và lấy hai phần chéo nhau (A+C),
(B+D), trộn đều hai phần chéo đã lấy;
- Tiếp tục chia mỗi phần chéo đã trộn thành hai phần bằng nhau;
- Phối trộn các phần chéo thành 2 đống, sau đó lấy ra ở mỗi đống ½ phần
(xấp xỉ 15 – 20 kg) để phân loại lý học.
Cân và ghi lại trọng lượng của từng loại vào trong mẫu ghi sẵn trên cơ sở
của khối lượng ướt và biểu thị theo phần trăm của toàn bộ mẫu.
1.3 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
Bảng 2.1 Danh mục dụng cụ, thiết bị, hóa chất
A. DỤNG CỤ STT Tên dụng cụ Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Cân 1 kg Cái 1 Mỗi nhóm 2 Cân 5 kg Cái 1 Mỗi nhóm 3 Xô nhựa 10 lít Cái 1 mỗi nhóm 4 Xô nhựa 20 lít Cái 1 mỗi nhóm
B. HÓA CHẤT: Không sử dụng hóa chất C. THIẾT BỊ: Không sử dụng thiết bị
87
1.3. Trình tự thực hiện
- Thành phần của rác được tính theo thành phần phần trăm khối lượng
ướt (phân tích theo mẫu rác vừa được thu gom, không qua sấy khô).
- Lấy mẫu rác đem cân (mẫu càng lớn, độ chính xác càng cao), sau đó
phân loại thành từng phần riêng biệt. Cân từng thành phần rác, chia
cho tổng khối lượng của mẫu, từ đó xác định được thành phần phần
trăm của mỗi loại rác.
- Để việc xác định thành phần được chính xác, khi lấy mẫu từ hộ gia đình,
nên phân loại thành 2 phần riêng biệt: 1 túi đựng rác thực phẩm, 1 túi
chứa rác vô cơ còn lại.
Mẫu CTR lấy từ hộ gia đình Tách riêng từng thành phần
Hình 2.1 Xác định thành phần CTR từ hộ gia đình.
- Lập bảng số liệu (theo mẫu) để ghi lại chi tiết thành phần từng loại có
trong rác sinh hoạt hộ gia đình và tính toán thành phần phần trăm.
- Nhận xét và so sánh với các bảng thành phần rác sinh hoạt hộ gia đình
theo lý thuyết. Đánh giá khả năng tái chế tái sử dụng chất thải.
Bảng 2.2. Bảng số liệu thống kê thành phần rác sinh hoạt hộ gia đình
STT Địa chỉ Rác thực
phẩm
Rác còn lại (kg)
Giấy Nilon Nhựa Thủy
tinh
Da, vải Thành
phần
khác
kg % kg % kg % kg % kg % kg % kg %
1 ….
2 ….
2. Xác định khối lượng riêng
2.1. Ý nghĩa của việc xác định khối lượng riêng
88
- Xác định khối lượng riêng (KLR) của chất thải rắn có ý nghĩa trong các
khâu lưu trữ tại nguồn, thu gom, vận chuyển và xử lý chất thải rắn tại
các bãi chôn lấp.
- Khối lượng riêng chỉ có ý nghĩa khi được ghi chú kèm theo phương
pháp xác định khối lượng riêng.
2.2. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
A. DỤNG CỤ STT Tên dụng cụ Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Cân 1 kg Cái 1 mỗi nhóm 2 Cân 5 kg Cái 1 mỗi nhóm 3 Dao Cái 2 mỗi nhóm 4 Xô nhựa 10 lít Cái 1 mỗi nhóm 5 Xô nhựa 20 lít Cái 1 mỗi nhóm
B. HÓA CHẤT: không sử dụng hóa chất C. THIẾT BỊ: Không sử dụng thiết bị
Các dụng cụ khác:
- Bạt, kích thước 3m x 3m (cho mỗi nhóm)
- Găng tay, khẩu trang.
2.3. Quy trình thực hiện
Lấy mẫu chất thải đã phân loại từng thành phần thu được theo quy trình
phân loại như trên. Tùy theo đối tượng thành phần rác, ta sử dụng xô nhựa
có dung tích 7 lít, 14 lít hoặc 20 lít. Xác định khối lượng riêng cho tất cả các
thành phần chất thải đã phân loại.
1. Cho mẫu chất thải một cách nhẹ nhàng vào xô nhựa đã biết dung tích
cho tới khi xô nhựa được làm đầy.
2. Nhấc xô nhựa lên cách mặt sàn 30 cm và thả xuống, lặp lại điều này 4
lần.
3. Tiếp tục làm đầy xô nhựa.
4. Cân và ghi lại kết quả khối lượng của cả xô và chất thải.
5. Lấy kết quả ở bước 4 trừ đi khối lượng thùng chứa.
6. Lấy kết quả ở bước 5 chia cho dung tích của thùng chứa, ta biết được
tỷ trọng theo đơn vị kg/l. Làm điều này hai lần và lấy kết quả trung
bình.
Trong trường hợp lượng chất thải không đổ đầy thùng thì ta đọc vạch thể
tích trên xô, lấy khối lượng chất thải chia cho thể tích xô vừa xác định.
Khối lượng riêng của chất thải rắn được tính theo công thức sau:
89
Khối lượng riêng (kg/m3) = [(khối lượng thùng chứa + chất thải) - khối
lượng thùng chứa]/thể tích.
Hay (kg/m3 hay tấn/m3)
3. Độ ẩm
3.1. Ý nghĩa của việc xác định độ ẩm của rác
- Xác định độ ẩm của CTR giúp chúng ta xác định thời gian lưu trữ tại
nguồn, thu gom vận chuyển hợp lý để tránh phát sinh mùi hôi và sự
sinh sản của ruồi nhặng.
- Xác định độ ẩm của rác giúp ước tính lưu lượng khí và lưu lượng nước
rỉ rác sinh ra từ bãi chôn lấp, từ đó giúp việc thiết kế hệ thống thu gom
và xử lý khí, nước rỉ rác tại bãi chôn lấp đạt hiệu quả.
3.2. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
A. DỤNG CỤ STT Tên dụng cụ Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Ống đong 100 ml Cái 1 cả lớp 2 Kẹp sắt Cái 1 cả lớp 3 Cốc 1000 ml Cái 1 mỗi nhóm 4 Bình tia Cái 1 mỗi nhóm 5 Cốc thủy tinh 250ml Cái 1 mỗi nhóm 6 Đũa khuấy Cái 1 mỗi nhóm 7 Cân 1 kg Cái 1 mỗi nhóm 8 Cân 5 kg Cái 1 mỗi nhóm 9 Cốc nung Cái 2 mỗi nhóm
10 Dao Cái 2 mỗi nhóm 11 Xô nhựa 10 lít Cái 1 mỗi nhóm 12 Xô nhựa 20 lít Cái 1 mỗi nhóm 13 Khay inox Ø 16 cm Cái 2 mỗi nhóm
B. HÓA CHẤT: không sử dụng hóa chất C. THIẾT BỊ STT Tên thiết bị Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Tủ sấy Cái 1 Cả lớp 2 Cân điện tử cái 1 cả lớp 3 Lò đốt Cái 1 Cả lớp
3.3. Phương pháp phân tích độ ẩm
3.3.1.Phương pháp phân tích độ ẩm của CTRĐT
Độ ẩm của CTR có thể phân tích trong phòng thí nghiệm bằng cách sấy khô
mẫu ở 105oC. Khi phân tích độ ẩm của CTR, lượng mẫu sử dụng càng nhiều
V
mm 21
90
càng tốt. Khối lượng mẫu tối thiểu phải được 100 g. Trình tự phân tích độ
ẩm của mẫu CTR như sau:
- Sấy đĩa đựng mẫu ở 105oC trong 1 giờ, sau đó làm nguội trong bình hút
ẩm 1 giờ, cân xác định khối lượng đĩa (m0);
- Cho mẫu CTR ướt vào đĩa (đã sấy và cân), cân khối lượng đĩa và mẫu CTR
trước khi sấy (m1);
- Sấy mẫu ở nhiệt độ 105oC cho đến khi đạt khối lượng không đổi. Sau mỗi
lần sấy, làm nguội mẫu trong bình hút ẩm 1 giờ trước khi cân. Lặp lại quá
trình sấy và cân mẫu cho đến khi giá trị khối lượng giữa các lần cân không
lệch nhau quá 5%. Khối lượng của đĩa và mẫu CTR sau khi sấy là m2.
- Độ ẩm của mẫu CTR (M (%)) được tính theo công thức sau:
- Khi phân tích độ ẩm của mẫu CTR cũng phải thử nhiều mẫu để lấy giá trị
trung bình.
4. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học
4.1. Dụng cụ
- Ống nghiệm
- Tủ sấy
- Đũa khuấy
- Becker
- Các dụng cụ dùng để phân tích BOD
4.2. Phương pháp thực hiện
- Cân khối lượng rác
- Lấy mẫu rác cho vào becker
- Trộn nước khử khoảng vào mẫu rác đã cân trong becker, theo tỉ lệ rác
: nước = 1 : 3, khuấy đều để trong 30 phút.
- Lấy mẫu nước đem phân tích BOD (tương tự phương pháp phân tích
BOD trong kỹ thuật phân tích nước).
- Sau đó, lấy mẫu nước cho vô ống nghiệm, ủ ở 60oC trong 5 ngày.
- Sau 5 ngày, phân tích BOD cho mẫu nước trong ống nghiệm, nếu BOD
tăng, chứng tỏ mẫu rác ban đầu có khả năng phân hủy sinh học.
Bài 3: XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN BẰNG PHƯƠNG PHÁP
10001
21
mm
mmM
91
Ủ PHÂN COMPOST
1. Mục đích
- Áp dụng các mô hình làm phân compost từ lý thuyết vào thực tế bằng
cách thực hiện ủ phân compost từ chất thải hữu cơ trong điều kiện hiếu
khí.
- Biết cách lắp đặt mô hình làm phân compost đơn giản.
- Kiểm soát các yếu tố hưởng đến quá trình sản xuất compost, bao gồm:
độ ẩm, nhiệt độ, tốc độ thổi khí, tỷ lệ C/N, pH, chất hữu cơ, vi sinh vật
- Biết cách đánh giá chất lượng compost thành phẩm.
2. Yêu cầu
- Sinh viên đã hiểu được các phương pháp ủ compost, ưu và nhược của
mỗi phương pháp; các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm phân
compost.
- Sinh viên thực hiện kỹ thuật ủ phân compost ở tuần đầu tiên, sau 2 tuần
tiến hành đánh giá chất lượng compost bằng cách phân tích các chỉ tiêu
của compost theo yêu cầu của giáo viên.
- Sinh viên đã biết được một số công nghệ sản xuất compost trong thực
tế ở Việt Nam.
- Sinh viên làm báo cáo theo nhóm về kết quả bài thực hành.
3. Nguyên tắc
3.1. Sơ lược quá trình làm phân Compost
Quá trình làm phân compost là quá trình sinh học thường dùng để chuyển
hóa phần chất hữu cơ có trong CTRSH thành dạng humus bền vững được gọi
là compost. Những nguyên liệu có thể sử dụng làm compost bao gồm: rác
vườn, CTRSH đã phân loại, CTRSH hỗn hợp, kết hợp giữa CTRSH và bùn từ
trạm xử lý nước thải.
Tất cả các quá trình làm compost đều xảy ra theo ba bước:
1) Xử lý sơ bộ CTRSH
2) Phân hủy hiếu khí phần hữu cơ của CTRSH
3) Bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết để tạo thành sản phẩm có thể tiêu
thụ trên thị trường.
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ Compost
92
- Nhiệt độ: duy trì nhiệt độ ở 55 – 65oC, ở nhiệt độ này quá trình chế biến
compost vẫn hiệu quả và mầm bệnh bị tiêu diệt. Nhiệt độ có thể được
điều chỉnh bằng cách hiệu chỉnh tốc độ thổi khí cũng như hiệu chỉnh độ
ẩm bằng cách che phủ hợp lý.
- Vi sinh vật (VSV): VSV trong quá trình chế biến compost bao gồm nấm,
actinomycetes và vi khuẩn. Những loại VSV này có sẵn trong chất thải
hữu cơ, có thể bổ sung thêm VSV từ các nguồn khác để quá trình phân
hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn.
- pH: pH tối ưu cho quá trình chế biến compost khoảng 6,5-8,0.
- Độ ẩm: độ ẩm tối ưu cho quá trình chế biến compost trong khoảng 50-
60%, độ ẩm thấp có thể được điều chỉnh bằng cách thêm vào nước. Độ
ẩm cao có thể được điều chỉnh bằng cách trộn với các vật liệu phối trộn
có độ ẩm thấp.
- Thổi khí: cung cấp thêm khí ôxy cho mô hình compost để VSV sử dung
cho quá trình phân hủy chất hữu cơ, làm bay hơi nước và giải phóng
nhiệt.
- Kích thước hạt: kích thước hạt ảnh hưởng lớn tốc độ phân hủy. Kích
thước hạt quá nhỏ hay quá lớn đều không có lợi cho quá trình chế biến
compost. Kích thước hạt tối ưu có thể đạt được bằng cách cắt, nghiền,
sàng vật liệu ban đầu.
- Các chất dinh dưỡng: thông số dinh dưỡng quan trọng nhất là tỷ lệ
carbon/nitơ (C/N).
3.4. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị
A. DỤNG CỤ STT Tên dụng cụ Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Ống đong 100 ml Cái 1 Cả lớp 2 Kẹp sắt Cái 1 Cả lớp 3 Cốc 1000 ml Cái 1 Mỗi nhóm 4 Bình tia Cái 1 Mỗi nhóm 5 Cốc thủy tinh 250ml Cái 1 Mỗi nhóm 6 Đũa khuấy Cái 1 Mỗi nhóm 7 Cân 1 kg Cái 1 Mỗi nhóm 8 Cân 5 kg Cái 1 Mỗi nhóm 9 Cốc nung Cái 2 Mỗi nhóm
10 Dao Cái 2 mỗi nhóm 11 Xô nhựa 10 lít Cái 1 mỗi nhóm 12 Xô nhựa 20 lít Cái 1 mỗi nhóm 13 Đèn cồn Cái 1 mỗi nhóm
93
14 Nhiệt kế Cái 1 mỗi nhóm 13 Khay inox Ø 16 cm Cái 2 mỗi nhóm 14 Găng tay, khẩu trang Cá nhân tự
trang bị B. HÓA CHẤT STT Tên hóa chất Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 Enzym Bokashi khử mùi
lít 2 cả lớp
2 Urea g 500 cả lớp C. THIẾT BỊ STT Tên thiết bị Quy cách Đơn vị Số lượng Ghi chú
1 pH cầm tay Cái 1 Mỗi nhóm 2 Tủ sấy Cái 1 Cả lớp 3 Cân điện tử cái 1 cả lớp 4 Lò đốt Cái 1 Cả lớp 5 Bếp nung Cái 1 Cả lớp 6 Máy thổi khí Loại dùng
cho hồ cá Cái 1 Mỗi nhóm
7 Mô hình ủ compost Sinh viên tự làm
3.5. Tiến hành thí nghiệm
3.5.1. Nguyên tắc
Quá trình ủ compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định của chất hữu
cơ dưới điều kiện nhiệt độ thermophilic. Kết quả của quá trình phân hủy
sinh học tạo ra nhiệt, sảm phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh
và có ích trong việc sử dụng cho cây trồng. Khả năng phân hủy rác phụ thuộc
rất nhiều vào thành phần chất thải rắn (CTR) đầu vào. Nếu CTR đầu vào chứa
nhiều thành phần hữu cơ thì tốc độ phân hủy cũng như thời gian ủ compost
sẽ nhanh hơn. Áp dụng mô hình ủ compost hiếu khí để thực hiện trong
phòng thí nghiệm (xem hình vẽ).
3.5.2. Nguyên liệu sử dụng
Có thể sử dụng các loại nguyên liệu sau:
- Rác sinh hoạt đã phân loại
- Rác vườn
- Rác chợ
Sử dụng một số nguyên liệu để phối trộn như bùn septíc, mạt cưa, urea.
3.5.3. Tiến hành thí nghiệm
a. Chuẩn bị nguyên liệu
- Nguyên liệu sử dụng: chất thải rắn thực phẩm (rác chợ), mạt cưa.
94
- Công đoạn chuẩn bị:
• Rác tươi được chuyển từ chợ thực phẩm về phòng thí nghiệm.
• Loại bỏ các thành phần vô cơ khác (kim loại, thủy tinh, vải vụn, …) có
lẫn trong mẫu rác (thực hiện tương tự như bài thí nghiệm trước);
• Cắt nhỏ rác đến kích thước từ 1-3 cm nhằm tạo điều kiện cho sự phân
hủy xảy ra dễ dàng;
• Tính toán tỉ lệ phối trộn hợp lý giữa rác và các loại vật liệu khác: ví dụ
giữa rác và mạt cưa; giữa rác và trấu…
• Rác sau khi cắt được trộn đều nhiều lần với vật liệu phối trộn trước
khi đưa vào mô hình, trong quá trình trộn sử dụng enzym để khử mùi;
• Xác định độ ẩm và khối lượng riêng của mẫu rác đầu vào (như đã thực
hành ở bài 2);
• Ghi lại tổng khối lượng rác cho vào mô hình và nhiệt độ lúc bắt đầu
mô hình ủ.
Hình 3.1. Hoạt động phân loại và cắt nhỏ chất thải rắn sinh hoạt.
b. Chuẩn bị mô hình
- Thùng chữ nhật bằng mốp xốp (thùng đựng đá), kích thước L x B x H =
0,5m x 0,37m x 0,3m. Dùng băng keo bọc trong và ngoài thùng để cách
nhiệt.
- Dưới đáy mỗi thùng trải 1 lớp sỏi dày 2- 3 cm, phía trên lớp sỏi đặt 1
tấm lưới. Hệ thống ống phân phối khí từ đáy (cố định dưới tấm lưới)
được nối với bơm khí có công thức xác định. Mỗi thùng đều có vách
ngăn phân chia 2 ngăn.
- Đặt 1 nhiệt kế ngoài môi trường để so sánh nhiệt độ môi trường với
nhiệt độ trong mỗi mô hình.
- Gắn ống thoát nước rỉ rác ở đáy mô hình.
95
Hình 3.2. Mô hình ủ compost hiếu khí.
3.6. Đánh giá chất lượng compost
Ngay từ lúc bắt đầu ủ compost, ghi lại nhiệt độ của mô hình, đo độ cao ban
đầu của lượng rác có trong mô hình. Lấy mẫu rác ban đầu xác định các chỉ
tiêu: nhiệt độ, khối lượng riêng, pH, độ ẩm, chất hữu cơ, N-NH3, N-org. Mỗi
ngày cần theo dõi tình trạng phân hủy của rác bằng cách:
- Ghi lại nhiệt độ mô hình và nhiệt độ môi trường;
- Nhận xét mùi từ mô hình;
- Xả nước rỉ rước;
- Đo độ sụt giảm thể tích rác trong mô hình;
- Lấy mẫu rác phân tích các chỉ tiêu;
Đánh giá sự ổn định của compost dựa trên các thông số:
- Nhiệt độ trong mô hình ủ compost: giai đoạn đầu của quá trình ủ
compost, nhiệt độ sẽ tăng nhanh đến khoảng 50 – 65oC, kéo dài một
thời gian ở nhiệt độ này, sau đó sẽ giảm từ từ xuống đến khi bằng với
nhiệt độ môi trường, đây là dấu hiệu compost trong giai đoạn ổn định.
- Chất hữu cơ còn lại trong compost: chất hữu cơ sẽ giảm nhanh ở giai
đoạn đầu của quá trình ủ compost, sau đó sẽ ổn định.
- Đánh giá compost đã ổn định dựa trên cảm quan.
- Khi kết thúc quá trình ủ compost, đo nhiệt độ trong mô hình và ghi
nhận nhiệt độ môi trường xung quanh. Sau đó trộn đều rồi lấy tất cả
lượng compost đã ủ ra cân và đo tỷ trọng.
Phân tích các chỉ tiêu:
96
Mẫu chất thải rắn đầu vào và mẫu trong quá trình ủ được tiến hành phân
tích các chỉ tiêu: pH, độ ẩm, khối lượng chất khô (DM), chất hữu cơ (OM), N-
NH3, N-org, tỉ lệ C/N.
Đối với sản phẩm compost cần phân tích thêm các chỉ tiêu về kim loại nặng
như Cu, Pb, Zn, Ni, Cd, Cr. Bên cạnh đó để đánh giá được hiệu quả của nhiệt
độ đạt được trong quá trình ủ, chỉ tiêu về vi sinh gồm Coliform và E.coli là
cần thiết. Phương pháp pháp phân tích chỉ tiêu được thực hiện theo Test
method for the Examination of Composting and Compost (Wayner, 2001).
Nhiệt độ
Phương pháp: Mỗi ngày đọc nhiệt độ trên nhiệt kế cho mỗi mô hình và nhiệt
độ môi trường, ghi lại kết quả.
Dụng cụ: Nhiệt kế
Độ sụt giảm thể tích
Phương pháp:
- Đo chiều cao mặt thoáng bên trong mô hình mỗi ngày để xác định độ sụt
giảm thể tích hàng ngày.
- Nhận xét mùi, màu và sự thay đổi nếu có ở mỗi mô hình và ghi lại kết quả.
Dụng cụ: thước đo.
pH
- Cân khối lượng rác;
- Trộn nước khử khoáng vào mẫu rác đã cân trong becker, theo tỉ lệ
rác:nước = 1:3;
- Đo pH của phần nước thu được từ hỗn hợp mẫu bằng máy pH cầm tay hoặc
máy bàn. Đọc và ghi lại kết quả từ màn hình của máy.
Dụng cụ: Máy đo pH, becker, đũa khuấy.
Độ ẩm
Phương pháp:
- Sấy đĩa inox trong tủ sấy 1giờ;
- Hút ẩm 1giờ;
- Cân khối lượng (m) của mỗi đĩa;
- Cân khối lượng mẫu (m1) lấy từ mẫu rác vào đĩa;
- Sấy các mẫu trong khoảng 18-24giờ trong tủ sấy ỏ nhiệt độ 105oC;
- Hút ẩm 1giờ;
- Cân khối lượng của đĩa và mẫu sau khi hút ẩm;
Công thức xác định độ ẩm:
97
Trong đó:
+ m1: khối lượng rác ban đầu
+ m2: khối lượng rác sau sấy, m2 = m – m0
+ m0: khối lượng đĩa sấy
+ m : khối lượng rác và đĩa sau khi sấy.
Dụng cụ: đĩa inox, tủ sấy, tủ hút ẩm, cân.
Chất hữu cơ và độ tro
- Rác sau khi phân tích độ ẩm đem xay nhỏ;
- Cân khối lượng mẫu đã xay vào cốc nung;
- Đốt ở 505oC trong 1 giờ;
- Hút ẩm 1giờ, rồi đem cân
Công thức xác định chất hữu cơ:
Trong đó:
+ m1: khối lượng rác đem đốt ban đầu
+ m2: khối lượng rác sau đốt, m2 = m – m0
+ m0: khối lượng cốc
+ m : khối lượng rác và cốc cân được sau khi sấy.
Độ tro được xác định theo công thức: % độ tro = 100% - %OM
3.7. Yêu cầu viết báo cáo
- Mô tả mô hình thí nghiệm, vẽ hình dựa trên thực tế
- Ghi nhận các kết quả theo dõi mô hình và vẽ đồ thị, so sánh với lý thuyết
và rút ra nhận xét
- Các kết luận về chất lượng compost
- So sánh các kết quả giữa các mô hình của các nhóm với nhau.
1 2
1
( )(%) 100%
m mM x
m
1 2
1
( )(%) 100%
m mOM x
m
98