Các nhà khoa học Việt Nam chế tạo thành công chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu

Các nhà khoa học Việt Nam chế tạo thành công chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu bằng 4 chủng vi khuẩn tạo màng sinh học trên than sinh học có nguồn gốc từ trấu.

Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp khai thác và chế biến dầu đang là ngành công nghiệp mang lại lợi ích kinh tế - xã hội rất lớn. Cùng với sự phát triển không ngừng, vấn đề ô nhiễm môi trường do dầu và các sản phẩm của nó gây ra đang ở mức báo động.

Để giải quyết vấn đề trên, các quy trình xử lý đã được áp dụng như cơ học, vật lý, hóa học, sinh học… Trong đó, quy trình sinh học là một trong những quy trình xử lý triệt để, thân thiện với môi trường và có chi phí thấp.

Trong số các quy trình phân hủy sinh học, màng sinh học là một trong những quy trình xử lý dầu ô nhiễm tối ưu, hiệu quả, chi phí thấp, nên từ lâu đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu và ứng dụng.

Tại Việt Nam, nhằm tạo ra được các chế phẩm sinh học vừa có thể xử lý triệt để ô nhiễm dầu bảo vệ môi trường vừa có chi phí thấp, gần đây các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ sinh học đã thực hiện thành công đề tài nghiên cứu: “Hoàn thiện chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu bằng vi khuẩn tạo màng sinh học trên than sinh học có nguồn gốc từ trấu”, mã số: UDPTCN 01/21-23 do TS. Lê Thị Nhi Công chủ trì thực hiện.

Đề tài được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (họp ngày 27/12/2023) đánh giá kết quả có ý nghĩa thực tiễn và có tính khoa học cao và xếp loại “Xuất sắc”. Đồng thời, chế phẩm này cũng đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng sáng chế.

Tràn dầu tại bãi biển Quy Nhơn tháng 7/2013.

Tràn dầu tại bãi biển Quy Nhơn tháng 7/2013.

Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu bằng 4 chủng vi khuẩn tạo màng sinh học trên than sinh học có nguồn gốc từ trấu. Chế phẩm có dạng rắn, có mật độ vi sinh vật đạt > 109 CFU/g. Chế phẩm có hiệu quả loại bỏ hydrocarbon no và thơm >90 % sau 7 ngày thử nghiệm.

Sử dụng 4 chủng vi khuẩn này, bước đầu đã xác định được nhiệt độ lên men tạo chế phẩm là 40 độ C và độ ẩm phù hợp nhất là 40%. Chế phẩm tạo thành có dạng rắn, mật độ vi sinh vật đạt >109 CFU/g. Chế phẩm có hiệu quả loại bỏ hydrocarbon no và thơm đến hơn 90% sau 7 ngày thử nghiệm. Đã xây dựng được quy trình sản xuất chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu bằng vi khuẩn tạo màng sinh học trên than sinh học có nguồn gốc từ trấu và thử nghiệm sản xuất ở các quy mô 20 và 50 kg/mẻ.

Các nhà khoa học đang thực hiện sản xuất chế phẩm trong phòng thí nghiệm

Các nhà khoa học đang thực hiện sản xuất chế phẩm trong phòng thí nghiệm

So sánh chế phẩm này với các sản phẩm hóa học và sinh học đang có trên thị trường thì có thể thấy chế phẩm này là sự kết hợp của cả 3 phương pháp vật lý (cơ chế hấp phụ), hóa học (sự chuyển hóa các chất) và sinh học (sử dụng vi sinh và giá thể sinh học, không gây ô nhiễm môi trường).

Các chế phẩm của đề tài đã được thử nghiệm áp dụng để xử lý ô nhiễm dầu tại các khu vực bị nhiễm dầu tại Việt Nam như Vân Phong, Khánh Hòa, Thường Tín... Theo đánh giá của các chuyên gia, sản phẩm có hiệu quả rất tốt trong việc xử lý các địa điểm bị ô nhiễm xăng, dầu mà trước đây dùng các biện pháp khác rất phức tạp và tốn kém.

Một trong số 4 chủng vi khuẩn sử dụng để làm chế phẩm xử lý ô nhiễm dầu này đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng Sáng chế (số 37596) với tên gọi: “Chủng vi khuẩn Acinetobacter baumanni QN01 thuần khiết về mặt sinh học có khả năng tạo màng sinh học và phân hủy dầu diezen, toluen, naphthalen, phenol và pyren có trong dầu mỏ”.

PGS.TS Lê Thị Nhi Công cho biết, điểm khác biệt của chế phẩm này với các sản phẩm hóa học, sinh học đang có trên thị trường chính là sự kết hợp của cả 3 phương pháp vật lý (cơ chế hấp phụ), hóa học (sự chuyển hóa các chất) và sinh học (sử dụng vi sinh và giá thể sinh học, không gây ô nhiễm môi trường). Bên cạnh đó, vì là sản phẩm sinh học, nên sản phẩm này có thể sử dụng cả ở môi trường đất và nước.

Hiện nay, vấn đề đất và nước bị ô nhiễm dầu đã khá phổ biến, chỉ cần một lượng rất nhỏ hàm lượng các thành phần có trong dầu như styrene, naphthalene, pyrene, phenol... cũng có đe dọa nghiêm trọng tới sức khỏe cộng đồng.

Do vậy, cần có các sản phẩm để xử lý nước và đất bị ô nhiễm dầu. Các chất nhũ hóa hoặc các phương pháp vật lý như dùng phương pháp quang phân ly không giải quyết triệt để được vấn đề này và có thể gây ô nhiễm thứ cấp cũng như tốn kém về chi phí vận hành.

Việc sử dụng các sản phẩm sinh học có thể giải quyết triệt để vì sản phẩm cuối cùng của quá trình xử lý là CO2 và H2O, không gây ô nhiễm thứ cấp. Trong số các quy trình phân hủy sinh học, màng sinh học là một trong những quy trình xử lý dầu ô nhiễm hiệu quả, chi phí thấp.

Để tăng cường hiệu quả xử lý ô nhiễm dầu và để có thể dễ dàng áp dụng trong nhiều điều kiện địa hình khác nhau, việc sử dụng chất mang làm giá thể cho các vi sinh vật tạo màng sinh học gắn lên đã và đang được ứng dụng rộng rãi.

Trong số các chất mang, than sinh học (biochar) được xem là một chất mang tiềm năng trong xử lý môi trường và xử lý ô nhiễm đất và nước do có chi phí thấp, đa dạng và có khả năng hấp thụ tương đối tốt hơn than hoạt tính.