การเปลี่ยนแปลงของกลุ่มแบคทีเรียในตัวกรองชีวภาพแบบไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันสำหรับการเพาะเลี้ยงทางน้ำ

Changing of bacterial groups in nitrification and denitrification biofilter for aquaculture

Name: สุธาสินี อ่วมจันทร์

ThaSH: น้ำเสีย -- การบำบัด -- การกำจัดไนโตรเจน

ThaSH: สัตว์น้ำ -- การเพาะเลี้ยง

ThaSH: ไนตริฟิเคชัน

ThaSH: ดิไนตรฟิเคชัน

ThaSH: คุณภาพน้ำ

Abstract: การศึกษาองค์ประกอบชนิดของแบคทีเรียในถังปฏิกรณ์ไนตริฟิเคชันและถังปฏิกรณ์ดีไนตริฟิเคชัน (NR และ DNR) สำหรับใช้ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ทำในถังปฏิกรณ์รูปทรงกระบอกขนาดความจุน้ำ 14 ลิตร บรรจุด้วยลูกบอลพลาสติกเพื่อเป็นที่ยึดเกาะของแบคทีเรีย แบ่งการทดลองออกเป็นสองรอบ โดยในแต่ละรอบจะประกอบด้วยถังปฏิกรณ์สองถังที่เหมือนกัน จัดให้ถัง NR มีการพ่นอากาศอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้เหมาะสมกับการเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชัน ส่วนถัง DNR จะมีการพ่นก๊าซไนโตรเจนเพื่อไล่ออกซิเจนออกจากระบบ ทำให้ภายในถังเป็นสภาวะไร้ออกซิเจนซึ่งจะเหมาะสมกับการเกิดปฏิกิริยาดีไนตริฟิเคชัน หลังจากการจัดสภาวะที่เหมาะสมพบว่าถัง NR สามารถเกิดปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันและถัง DNR เกิดปฏิกิริยาดีไนตริฟิเคชันขึ้นได้ โดยในการทดลองรอบที่ 1 แม้ว่าจะทำการทดลองเป็นเวลา 8 สัปดาห์ แต่การจัดสภาวะที่เหมาะสมสามารถทำได้เฉพาะในช่วง 10 วันสุดท้ายเท่านั้น ผลการวิเคราะห์แบคทีเรียจากภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและจากเทคนิค PCR-DGGE ของ 16S rDNA พบว่าองค์ประกอบชนิดของแบคทีเรียในถังปฏิกรณ์ทั้งสองเหมือนกัน โดยจำนวนแถบของ ดีเอ็นเอ 9 แถบบ่งชี้ว่ามีแบคทีเรียอย่างน้อย 9 ชนิดเติบโตอยู่ในถังปฏิกรณ์ และแบคทีเรียที่สามารถจำแนกชนิดได้คือ Methylophaga marina และ Marinobacter sp. ในการทดลองรอบที่สอง สามารถจัดสภาวะของระบบที่เหมาะสมได้ตลอดการทดลอง 8 สัปดาห์ ผลการวิเคราะห์ปริมาณโปรตีนและภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่า แบคทีเรียใน DNR มีการเติบโตเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็วในขณะที่แบคทีเรียใน NR มีการเติบโตช้ามาก และพบแบคทีเรียอย่างน้อย 29 ชนิดในน้ำเริ่มต้นที่เป็นน้ำทะเลจากบ่อเลี้ยงกุ้ง แต่หลังจากนั้นพบแบคทีเรียเพียง 8 ชนิดในถังปฏิกรณ์ NR และ DNR เมื่อเวลาผ่านไป 8 สัปดาห์ โดยมีแบคทีเรียจำนวน 5 ชนิดที่พบเฉพาะใน NR และแบคทีเรียจำนวน 5 ชนิดที่พบเฉพาะใน DNR ในขณะที่มีแบคทีเรียจำนวน 3 ชนิดที่พบทั้งใน NR และ DNR การจำแนกชนิดแบคทีเรียโดยเปรียบเทียบลำดับเบสของ 16S rDNA กับฐานข้อมูล BLASTN พบว่าจำแนกแบคทีเรียชนิดเด่นในทั้งสองถังปฏิกรณ์ได้แก่ Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides (CFB) group bacterium ในถังปฏิกรณ์ไนตริฟิเคชันพบแบคทีเรียชนิดเด่นได้แก่ Alpha-proteobacterium, CFB group bacterium และ Methylobacterium sp. ส่วนแบคทีเรียชนิดเด่นในถังปฏิกรณ์ดีไนตริฟิเคชันได้แก่ Bacteroidetes bacterium, CFB group bacterium, Pseudomonas sp. หรือ Uncultured Colwellia sp. และ Desulfobulbus sp.

Abstract: Bacterial community in nitrification and denitrification reactors (NR and DNR) for aquaculture was studied with two similar cylinder-shape bioreactors (14 L) packed with plastic bioballs. The experiment was conducted in two trials, each trial consisted of two similar reactors assigned as NR and DNR. For NR, the reactor was continuously aerated to create an aerobic condition for nitrifying bacteria while in DNR was set to anoxic condition by a short bubbling of nitrogen gas. After proper condition was settled up, the results showed that NR and DNR can perform nitrogen treatment by either nitrificaiton or denitrification processes. In the first trial, although the experimental period was 60 days, the duration that nitrification (in NR) or denitrification (in DNR) occured was only the last 10 days. The results from bacterial analysis in the last day using SEM and PCR-DGGE of 16S rDNA showed that bacterial composition in both reactor was similar. Number of bands in DGGE gel illustrated that there was at least 9 species of bacteria growing in the reactor. Two of those bacteria could be identified as that Methylophaga marina and Marinobacter sp. In the second trial, proper conditions for NR and DNR reactors were successfully set up since the starting day and prolong throughout 8 weeks of the experiment. Protein analysis and SEM pictures showed that bacteria in DNR increased rapidly during the experiment while bacteria in NR seemed to have very slow growth rate. From at least 29 species of bacteria found in the starting water obtained from shrimp culture tank, as indicated by 29 DGGE bands, there was only 8 species of bacteria found in NR and DNR after 8 weeks of the experiment. Among those bacteria, 5 species were found only in NR , 5 species were found only in DNR and 3 species were found in both NR and DNR reactors. Identification of bacterial species found in the reactor by comparing 16S rDNA sequence with the BLASTN database found that Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides (CFB) group bacterium was commonly found in both reactors. With NR, the dominant bacteria were possibly Alpha-proteobacterium, CFB group bacterium, Methylobacterium sp. while the dominant bacteria in DNR were Bacteroidetes bacterium, CFB group bacterium, Pseudomonas sp. or Uncultured Colwellia sp.and Desulfobulbus sp.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เปี่ยมศักดิ์ เมนะเศวต

Role: ที่ปรึกษา

Name: สรวิศ เผ่าทองศุข

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2546

Issued: 2005-10-13

Modified: 2006-05-02

วิทยานิพนธ์/Thesis

URL: http://thailis-db.car.chula.ac.th/CU_DC/September2005/thesis/Sutasinee.pdf

ISBN: 9741750447

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Sutasinee.pdf	3.75 MB	160	2023-04-25 15:59:53

ใช้เวลา

0.037541 วินาที