Viện Công nghệ sinh học tận dụng rơm rạ, trấu trong chế phẩm xử lý nước nhiễm dầu

Trong khi các phương pháp xử lý nước ô nhiễm dầu bằng phương pháp hóa học, vật lý như hoạt hóa bề mặt, chất hấp thụ, quây, vớt cơ học được cho là không triệt để và tạo ra ô nhiễm thứ cấp thì phương pháp vi sinh được nhiều nhà khoa học ưu tiên. Tuy nhiên, yếu tố quan trọng hàng đầu để phương pháp này đạt hiệu suất cao là ‘chất mang’ và ‘chủng vi khuẩn’ quen thuộc với điều kiện địa phương. Đây là lý do khiến khoảng 85-90% sản phẩm men vi sinh nhập ngoại và sản phẩm hiện hữu trên thị trường thất bại hoặc kém hiệu quả, do vi sinh vật và chất mang không tương thích với nhau và không tương thích với đặc trưng nước thải tại địa phương.

Trước thực trạng đó, nhóm nghiên cứu của TS Lê Thị Nhi Công tại Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thử nghiệm sử dụng than sinh học (biochar) với các vi sinh vật tạo màng sinh học để tạo chế phẩm có khả năng phân hủy dầu. Chế phẩm có tên thương mại là MicroDegrader.

Dựa trên cơ sở nghiên cứu đã được Cục Sở hữu Trí tuệ cấp Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 1942 theo Quyết định 88911/QĐ-SHTT ngày 11/12/2018 về Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh tạo màng sinh học xử lý nước, TS Lê Thị Nhi Công và các cộng sự đã cải tiến quy trình này, áp dụng chế phẩm trên chất mang đặc thù là nguồn than sinh học từ nguyên liệu địa phương. Theo đó, nhóm nghiên cứu tiến hành hoạt hóa các chủng vi khuẩn tạo màng sinh học có khả năng phân hủy các thành phần hydrocarbon dầu mỏ, rồi tiến hành nhân nuôi vi khuẩn và tạo ra chế phẩm trên chất mang là biochar.

TS Lê Thị Nhi Công cho biết, điểm nổi bật của nghiên cứu này là “vi sinh vật được sử dụng có nguồn gốc bản địa đặc hữu tạo màng sinh học (biofilm), rất phù hợp với điều kiện khí hậu, nguồn nước tại Việt Nam, có khả năng hỗ trợ lẫn nhau để chống chịu lại các điều kiện khắc nghiệt của môi trường cũng như tăng cường quá trình phân hủy và chuyển hóa các hợp chất khó phân hủy, kể cả trong các thành phần của nước nhiễm dầu mỡ”.

Biochar thì được tạo ra bằng cách nhiệt phân trong điều kiện không có hoặc hạn chế ôxi rơm rạ hoặc trấu. Do biochar có nguồn gốc thực vật địa phương nên tương thích với khuẩn tại địa phương xử lý. Rơm rạ sản xuất ra biochar được nhóm nghiên cứu thu mua của bà con với giá 8.000 đồng/kg, nhờ đó góp phần hạn chế việc đốt rơm rạ, gây ô nhiễm môi trường sau mỗi mùa gặt.

“Hiện nay trên thị trường, chưa có sản phẩm [xử lý nước nhiễm dầu] nào sử dụng chất mang là biochar địa phương, mà thường dùng các vật liệu nhập ngoại hoặc san hô từ biển về, vốn không hoàn toàn tương thích với vi khuẩn sống trong nước ngọt, và kém xa về diện tích bề mặt so với than sinh học” - TS Lê Thị Nhi Công cho biết thêm.

Một trong những niềm vui lớn của TS Lê Thị Nhi Công và các cộng sự là sau khi tiến hành thử nghiệm Chế phẩm vi sinh tạo màng sinh học xử lý nước nhiễm dầu tại Kho xăng dầu K133 Đỗ Xá, Thường Tín, Hà Nội hồi năm 2018, nhóm tiếp tục nhận được đề xuất xử lý ô nhiễm cho cây xăng lớn thứ 2 miền Bắc này bằng chế phẩm MicroDegrader. Kết quả cho thấy, không những chi phí giảm được 50% mà thời gian xử lý cũng rút xuống còn một nửa, chỉ mất 7-14 ngày so với 30 ngày khi sử dụng các sản phẩm thông thường. Các vi sinh vật tạo màng sinh học có khả năng phân hủy các thành phần dầu mỡ có độ ổn định cao, an toàn với môi trường, có năng lực phân hủy trên 95% các thành phần hydrocarbon có trong nước thải nhiễm dầu.

Sản phẩm của nhóm cũng đã được Trung tâm Đổi mới sáng tạo ứng phó với biến đổi khí hậu Việt Nam (VCIC) thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ - đơn vị đại diện cho các tổ chức như Ngân hàng Thế giới (WB), Cơ quan Phát triển Quốc tế Australia (AusAID) và Cơ quan Hỗ trợ của Vương quốc Anh (UKaid) - tài trợ nhằm bước đầu thực hiện thương mại hóa ra thị trường.

Nhà khoa học tự tin rằng, “Với giá thành không quá cao như hiện nay, sản phẩm có thể tạo ra lợi nhuận tốt, giúp dự án phát triển lâu dài và bền vững. Việc kho xăng dầu K133 tại Đỗ Xá, Thường Tín ký hợp đồng hợp tác với nhóm dự án chúng tôi là một tiền đề quan trọng giúp dự án nhân rộng tại các kho xăng dầu khác ở nước ta, cũng như trong các ngành nghề cần xử lý nước ô nhiễm”.