Nâng cao hiệu quả xử lý nước ô nhiễm dầu bằng chủng bacillus cố định lên xốp polyurethane (PUF)

Quá trình khai thác và vận chuyển hydrocarbon dầu mỏ gây ô nhiễm đất và nước ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường biển và sức khỏe của con người. Hiện nay, ứng dụng phương pháp phân hủy sinh học để xử lý đất, nước ô nhiễm dầu được xem là phương pháp hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao hiệu quả xử lý nước ô nhiễm dầu bằng chủng bacillus cố định lên xốp polyurethane (PUF)Tạp chí Công nghệ Sinh học 18(3): 581-588, 2020NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM DẦU BẰNG CHỦNG BACILLUSCỐ ĐỊNH LÊN XỐP POLYURETHANE (PUF)Kiều Thị Quỳnh Hoa1,3,, Nguyễn Vũ Giang2,3, Nguyễn Thị Yên1, Mai Đức Huynh2, NguyễnHữu Đạt2, Vương Thị Nga1, Nguyễn Thị Thu Hà1, Phạm Thị Phượng11 Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc ViệtCầu Giấy, Hà Nội2 Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, CầuGiấy, Hà Nội3 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng QuốcViệt, Cầu Giấy, Hà Nội Người chịu trách nhiệm liên lạc. E-mail: ktquynhhoa@ibt.ac.vn Ngày nhận bài: 15.11.2019 Ngày nhận đăng: 20.02.2020 TÓM TẮT Quá trình khai thác và vận chuyển hydrocarbon dầu mỏ gây ô nhiễm đất và nước ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường biển và sức khỏe của con người. Hiện nay, ứng dụng phương pháp phân hủy sinh học để xử lý đất, nước ô nhiễm dầu được xem là phương pháp hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, để tăng khả năng sống sót và duy trì ổn định số lượng cũng như hoạt tính của các tác nhân phân hủy sinh học tại các vùng ô nhiễm, vi sinh vật (VSV) cần được cố định lên chất mang. Khả năng phân hủy dầu của VSV cố định lên chất mang đã được minh chứng là tốt hơn so với VSV ở trạng thái tự do. Trong nghiên cứu này, khả năng cố định chủng Bacillus sp. VTVK15 lên xốp polyurethane (PUF) đã được đánh giá. Hiệu quả cố định lên PUF của chủng Bacillus sp. VTVK15 đạt 92% tương đương với (5,38 ± 0,12)  108 CFU/g sau 8 ngày cố định. Kết quả phân tích GC/MS cho thấy, chủng Bacillus sp. VTVK15 được cố định lên PUF có khả năng phân hủy hydrocarbon là 90%, tốt hơn 25% so với ở trạng thái tự do không được cố định (65%) sau 14 ngày. Điều này minh chứng tiềm năng ứng dụng chủng Bacillus sp. VTVK15 cố định lên PUF trong xử lý ô nhiễm hydrocarbon dầu mỏ ở vùng nước mở ven biển bằng phương pháp phân hủy sinh học (Bioremediation). Từ khóa: Bacillus, chủng VTVK15, cố định, phân hủy hydrocarbon dầu mỏ, phân hủy sinh học, xốp polyurethaneMỞ ĐẦU Khi có sự cố tràn dầu trên biển, do dầu tràn lan nhanh trên mặt nước nên lượng dầu thu hồi Cùng với sự phát triển kinh tế, nhu cầu về được bằng các phương pháp vật lý và cơ họcnăng lượng của Việt Nam ngày càng gia tăng. truyền thống như sử dụng phao quây dầu, bơmViệc khai thác và sử dụng mạnh mẽ dầu mỏ trong hút dầu, vật liệu hấp phụ, chất phân tán…thườngmọi lĩnh vực đang thúc đẩy quá trình công nghiệp thấp, lượng dầu còn lại bị sóng đánh vào bờ gâyhóa, hiện đại hóa của đất nước nhưng đồng thời ô nhiễm đất, cát, trầm tích ở vùng triều ven biểncũng tạo ra nguy cơ làm ô nhiễm môi trường do (Merv Fingas, 2013).tràn dầu dẫn đến mất cân bằng sinh thái. Trong số các phương pháp được ứng dụng để khắc phục ô nhiễm dầu tràn ở vùng triều ven biển 581 Kiều Thị Quỳnh Hoa et al.như loại bỏ cơ khí, làm lại đất, tẩy rửa… biện hợp)được lựa chọn còn có khả năng hấp phụ, ổnpháp phân hủy sinh học (Bioremediation) bằng định sinh học và hóa học, có khả năng khuếch tánVSV đã được nhiều nhà khoa học quan tâm cao, có tính kỵ nước, ưa dầu, độ rỗng (xốp). Hơnnghiên cứu và ứng dụng thành công ở nhiều nước nữa, khả năng kiểm soát các đặc tính hóa lý củatrên thế giới do phân hủy triệt để hydrocarbon vật liệu này giúp VSV dễ dàng tiếp xúc với phândầu mỏ, chi phí thấp và không gây ảnh hưởng tử dầu để thực hiện quá trình phân hủy. Trongđộc hại tới môi trường. Đây là phương pháp bổ nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành đánh giá (1)sung VSV phân hủy dầu và chất dinh dưỡng hiệu suất cố địnhchủng Bacillus lên PUF và (2)(nitrogen, phosphorous…) vào môi trường ô khả năng phân hủy nước ô nhiễm dầu của chủngnhiễm nhằm thúc đẩy quá trình phân hủy sinh Bacillus đã cố định này nhằm tạo chế phẩm xử lýhọc hydrocarbon dầu mỏ. Trong quá trình này, dầu ô nhiễm ở vùng gian triều ven biển.các VSV sẽ đồng hóa các hydrocarbon dầu mỏđộc hại thành sinh khối tế bào và giải phóng ra VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPcác sản phẩm không độc hại như H2O và CO2(Rosenberg Ron, 2014; Ndimele et al., 2018). Vật liệu Tuy nhiên, khó khăn thường gặp phải khi ứng * Chủng Bacillus sp. VTVK15 có khả năngdụng phương pháp phân hủy sinh học để xử lý phân hủy dầu được phân lập từ giếng khoan dầudầu tràn ở vùng triều ven biển, đặc biệt là vùng khí Vũng Tàu. Chủng này có khả năng sinhgian triều (nơi chịu tác động của sóng, gió, thủy trưởng tốt ở nhiệt độ 20-42oC (tốt nhất ở 30-triều) là VSV bổ sung vào môi trường ô nhiễm 37oC), nồng độ muối (0-6%) (tốt nhất ở 2-4%),thường bị kết tủa (do không có thiết bị khuấy cơ pH 4-9 (tốt nhất ở pH 6-8).học sẵn có) hay rửa trôi (do hòa tan vào nướcbiển). Vì vậy, khả năng tiếp xúc của VSV với dầu * Môi trường nuôi cấy vi khuẩn nghiên cứuô nhiễm thường thấp. Do đó, VSV cần được cốđịnh lên chất mang để giúp chúng có thể khu trú (1) Môi trường nuôi cấy hoạt hóa và lên mentại giao diện nước-dầu nơi diễn ra quá trình phân thu sinh khối tế bào của chủng vi khuẩnhủy hydrocarbon dầu mỏ. Việc cố định VSV còn nghiên cứu. Môi trường HKTS (g/l): NH4NO3 2;giúp cải thiện khả năng sống sót, duy trì ổn định KH2PO4 1; Glucose 1; ...