Biển và vùng nước mặt ven bờ có vai trò hết sức quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của con người. Tuy nhiên, tác động của các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội đã làm cho chất lượng môi trường tại đây trở nên ô nhiễm hơn. Do đó, việc nghiên cứu đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường tại vùng nước mặt ven bờ, làm cơ sở để tìm các giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm là hết sức cần thiết. Nhằm giải quyết vấn đề nêu trên, trong phạm vi đề tài hợp tác về khoa học và công nghệ giữa Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng, Viện Công nghệ môi trường đã chủ trì thực hiện đề tài “Nghiên cứu giải pháp ứng dụng hệ vi sinh vật phân hủy nền đáy để xử lý mùi phát sinh do bùn và nước mặt tại khu vực âu thuyền Thọ Quang thành phố Đà Nẵng” mã số VAST.NĐP.07/15-16 do KS. Huỳnh Đức Long, cán bộ Trung tâm Công nghệ môi trường tại Đà Nẵng làm chủ nhiệm.
Các nội dung nghiên cứu cơ bản của đề tài bao gồm: Đánh giá hiện trạng môi trường tại khu vực âu thuyền Thọ Quang,Đà Nẵng; Phân lập và tuyển chọn một số chủng vi sinh vật có hoạt lực phân hủy mạnh các thành phần ô nhiễm đặc trưng có trong bùn và nước mặt tại khu vực âu thuyền Thọ Quang để sản xuất chế phẩm vi sinh bổ sung, nhằm cải thiện hệ vi sinh vật nền đáy trong quá trình xử lý; Xây dựng mô hình thực nghiệm sử dụng các chủng vi sinh vật đã được tuyển chọn để cải thiện hệ vi sinh vật xử lý bùn đáy âu thuyền Thọ Quang, đánh giá tác dụng của chế phẩm vi sinh vật tạo ra; Đề xuất giải pháp thích hợp nhằm xử lý mùi tại âu thuyền Thọ Quang.
Kết quả khảo sát cho thấy, nguồn gây ô nhiễm tại âu thuyền Thọ Quang chủ yếu là do hoạt động từ trên bờ đổ vào, như từ các khu công nghiệp gần đó, từ chợ và các khu dân cư xung quanh và của ngư dân khi neo đậu tàu thuyền tại đây. Đặc tính nước thải chủ yếu chứa nhiều chất dinh dưỡng có thành phần protein, kitin, tinh bột và xenlulose. Các chất dinh dưỡng này nếu không được xử lý hoặc để phân hủy tự nhiên thì khi lắng xuống bùn đáy trong điều kiện kị khí rất dễ sản sinh các khí gây mùi khó chịu, như H2S, NH3 và khí metan.
Để khắc phục phần nào ô nhiễm cũng như mùi phát sinh từ âu thuyền bằng giải pháp vi sinh vật, nhóm tác giả sử dụng các nhóm vi sinh vật vi hiếu khí có khả năng sử dụng các nguồn ô nhiễm hữu cơ (protein, kitin, tinh bột, xenlulose) như nguồn dinh dưỡng, hạn chế sự phân hủy kị khí của các hợp chất này gây ra mùi khó chịu.
Từ các mẫu bùn và mẫu nước lấy ở khu vực âu thuyền Thọ Quang, đề tài đã phân lập được 82 chủng vi sinh vật đều có hoạt tính phân hủy chất hữu cơ ở mức độ khác nhau. Trong các chủng tuyển chọn thì có 4 chủng (TQ12; TB10; DN1.3; TS12) vừa sinh trưởng tốt, vừa có đường kính vòng phân giải cơ chất lớn. Chủng TQ12 có hoạt tính phân giải xenlulo và tinh bột mạnh; chủng TB10 có hoạt tính phân giải tinh bột, protein, kitin mạnh; chủng DN1.3 có hoạt tính phân giải kitin mạnh; chủng TS12 có hoạt tính phân hủy protein và kitin mạnh.
Tiến hành phân loại bằng phương pháp sinh học phân tử cho thấy: DN1.3: 99,5% giống loài Bacillus subtilis; chủng TB10, TQ12, TS12: 99% giống loài Bacillus amyloliquefaciens. Kết quả phân loại bằng phương pháp sinh hóa cũng hoàn toàn trùng khớp với kết quả trên. Bốn chủng vi khuẩn này đều là các chủng vi khuẩn thuộc loài tương đối an toàn với con người và môi trường sinh thái. Do đó việc sử dụng các chủng này vào mục đích sản xuất chế phẩm xử lý nước và nền đáy âu thuyền Thọ Quang không gây ảnh hưởng đến đối với môi trường sinh thái.
Tiếp tục nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ, pH và độ mặn đến sinh trưởng của 04 chủng tuyển chọn cho thấy: bốn chủng vi sinh vật tuyển chọn có khả năng sinh trưởng tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ từ 25 - 30oC; có khả năng sinh trưởng và sinh enzyme phân giải cơ chất trong dải pH tương đối rộng từ axit nhẹ đến kiềm nhẹ. Nồng độ muối thích hợp nhất cho bốn chủng vi sinh vật sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym ngoại bào là 3%. Do đó 04 chủng vi sinh vật này hoàn toàn thích hợp để sinh trưởng ở âu thuyền Thọ Quang cũng như ở các vũng vịnh ben bờ.
Từ các kết quả nghiên cứu điều kiện nuôi cấy, điều kiện lên men hỗn hợp các chủng vi sinh vật cũng như tạo ra chế phẩm để phục vụ nghiên cứu thực nghiệm, đề tài đã đưa ra quy trình sản xuất chế phẩm và đã được Cục Sở hữu trí tuệ ra Quyết định chấp nhận đơn hợp lệ số 7064/QĐ-SHTT với tên sáng chế "Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh chịu mặn dùng để xử lý bùn đáy và nước bị ô nhiễm chất hữu cơ ở các vùng nước lợ và nước mặn, và chế phẩm vi sinh thu được".
Sau thời gian 60 ngày theo dõi, kết quả nghiên cứu thực nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý bùn đáy âu thuyền Thọ Quang bằng chế phẩm vi sinh tạo ra trong phòng thí nghiệm, với 04 bể và ứng với tỷ lệ bổ sung chế phẩm là 0,2; 0,1; 0,02 và 0%, cho thấy: lượng tổng cacbon hữu cơ, nitơ, photpho giảm cao nhất lần lượt là 50, 38 và 33,7% tại bể có tỷ lệ bổ sung chế phẩm là 0,2%. Kết quả này tương ứng với sự giảm mạnh mùi do quá trình phân hủy kị khí của các hợp chất hữu cơ trong bùn. Do vậy, đây là một phương pháp hiệu quả để xử lý mùi tại khu âu thuyền. Lượng chế phẩm vi sinh trong thực nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý bùn đáy ở quy mô pilot ngoài hiện trường tại âu thuyền Thọ Quang sẽ bổ sung theo tỉ lệ 0,2% theo thể tích bùn cần xử lý.
Đề tài tiến hành thực nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý bùn đáy bằng chế phẩm vi sinh tạo ra ở quy mô pilot ngoài hiện trường tại âu thuyền Thọ Quang với chế phẩm ở dạng rắn (Biofloc). Chế phẩm này có chất mang cố định nên sẽ hạn chế việc bị cuốn trôi ra ngoài theo dòng nước từ cửa điều tiết nước của mô hình. Qua thời gian 60 ngày thực nghiệm với 02 ô thí nghiệm ngoài hiện trường, kết quả nghiên cứu cho thấy: tuyến tính với mô hình trong phòng thí nghiệm, ở ngoài hiện trường, lượng tổng cacbon hữu cơ, nitơ, photpho giảm cao nhất lần lượt là 46; 37, 20% tại bể có tỷ lệ bổ sung chế phẩm là 0,2%. Khả năng loại bỏ các thành phần hữu cơ dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật tại ô đối chứng có hiệu suất và mật độ thấp hơn so với bể có bổ sung chế phẩm.
Bên cạnh đó, đề tài đã đề xuất được hai giải pháp cơ bản dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm về việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn có chứa các chủng vi sinh vật bản địa để làm giàu hệ vi sinh vật nền đáy và nâng cao hiệu quả phân giải các chất hữu cơ.
Ngoài các kết quả nghiên cứu khoa học, đề tài đã hỗ trợ đào tạo 01 học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật môi trường- Đại học Đà Nẵng; 01 học viên cao học chuyên ngành Khoa học môi trường – Đại học Thủy lợi. Đề tài đã công bố 02 công trình khoa học: “Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn để xử lý ô nhiễm nền đáy tại Âu thuyền Thọ Quang, Đà Nẵng” (Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, số đặc biệt 01/2017, ISSN: 0868-3224), và “Nghiên cứu sử dụng các chủng vi khuẩn chịu mặn để xử lý bùn đáy âu thuyền Thọ Quang” (Tạp chí An toàn – Sức khỏe & Môi trường Lao động, số 4,5&6, năm 2016, ISSN: 1859-0896).
Đề tài đã được nghiệm thu cấp thành phố Đà Nẵng ngày 27/06/2017 đạt loại Khá và nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam ngày 05/09/2017 đạt loại Khá.
Nguồn tin: KS. Huỳnh Đức Long, Viện Công nghệ môi trường