Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân hủy và hóa hướng động theo dầu nhớt
Dầu nhớt là một hỗn hợp gồm 73 - 80% hydrocarbon không vòng, 11 - 15% hydrocarbon đơn vòng và 4 - 8% hydrocarbon đa vòng hoặc phân cực (Bhattacharya et al., 2005) được sử dụng để phủ quanh các phần chuyển động của thiết bị nhằm giảm thiểu ma sát, tránh trầy xước các bộ phận của máy, rửa sạch cặn carbon và hạt vi mô, chống ăn mòn và làm mát thiết bị (Nowak, 2019).
Trong quá trình sản xuất, vận chuyển, sử dụng, và tồn trữ thì sự rò rỉ dầu nhớt là không tránh khỏi. Dầu nhớt có thể làm tắc nghẽn các khoảng trống trong đất gây giảm sự thông khí và sự lưu thông của nước trong đất gây thoái hóa đất (Abosede, 2013). Dầu nhớt có thể len lỏi trong các phân tử đất để đi vào môi trường nước gây ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh và sức khỏe cộng đồng. Do đặc tính không tan trong nước nên dầu nhớt hình thành một lớp màng bao phủ mặt nước từ đó làm giảm lượng oxy hòa tan vào nước, giảm độ chiếu sáng gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái (Nowak, 2019). Sự ô nhiễm hydrocarbon, đặc biệt là các hydrocarbon có vòng thơm đang được tập trung nghiên cứu do các hợp chất này có thể trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Khi người bị phơi nhiễm hydrocarbon đa vòng thơm trong thời gian dài có thể bị ung thư da hoặc ung thư dạ dày (Ambrosoli et al., 2005; Veyrand et al., 2013; Zafra et al., 2015) do các hợp chất này có thể gắn với phân tử DNA hoặc protein gây ức chế miễn dịch hoặc phát sinh đột biến gen (Bumpus, 1989; Clemente et al., 2001; Cerniglia and Sutherland, 2001; Zafra et al., 2015; Desforges et al., 2016). Trong tự nhiên, một số vi khuẩn có khả năng sử dụng dầu nhớt như nguồn carbon và năng lượng cho sự tăng trưởng đã được công bố, chẳng hạn, vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu nhớt được phân lập từ môi trường ô nhiễm dầu nhớt chủ yếu thuộc các chi Pseudomonas, Rhodococcus, Alcaligenes, Acinetobacter, Arthrobacter, Citrobacter, Seratia, Micrococcus và Bacillus (Batista et al., 2006; Ron and Rosenberg, 2014). Hiện nay, việc xử lý chất các hợp chất ô nhiễm bằng phương pháp sinh học thông qua sử dụng các dòng vi khuẩn bản địa phân hủy tốt các độc chất này được xem là một trong những biện pháp được ưu tiên lựa chọn do chi phí thấp và thân thiện với môi trường (Singh et al., 2009). Cần Thơ là một thành phố lớn với nhiều khu công nghiệp và phương tiện giao thông nên dầu nhớt được tiêu thụ một lượng rất lớn và rất thường xuyên. Chính vì vậy, sự rò rỉ dầu nhớt ra môi trường đất và nước là điều không thể tránh khỏi. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh dầu nhớt có ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng (Veyrand et al., 2013; Zafra et al., 2015). Tuy nhiên, cho đến nay hầu như chưa có các nghiên cứu về mức độ ô nhiễm nhớt trong đất và nước cũng như nghiên cứu về phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu nhớt ở Cần Thơ nói riêng và Đồng bằng sông Cửu Long nói chung để xử lý môi trường đất và nước ô nhiễm dầu nhớt được công bố. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng phân hủy và hóa hướng động theo dầu nhớt để làm cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo trong việc xử lý ô nhiễm dầu nhớt trong môi trường đất và nước.
Nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm tác giả: Lê Hửu Nhẩn (Học viên Cao học ngành Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ), Nguyễn Thị Ánh Tuyết (Sinh viên ngành Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ) và Nguyễn Thị Phi Oanh (Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ).
Phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này: Phân lập vi khuẩn có khả năng phân hủy dầu nhớt từ đất ô nhiễm; Khảo sát sự tăng trưởng của các dòng vi khuẩn phân lập trong môi trường khoáng tối thiểu lỏng có bổ sung Tween 80 ; Khảo sát khả năng khoáng hóa dầu nhớt của các dòng vi khuẩn phân lập; Khảo sát khả năng hóa hướng động theo dầu nhớt của các dòng vi khuẩn tuyển chọn
Từ 3 mẫu đất nhiễm dầu nhớt thu được tại 3 phường An Hội, Xuân Khánh và Tân An thuộc thành phố Cần Thơ, 43 dòng vi khuẩn khác nhau đã được phân lập trong đó 15 dòng được phân lập ở cửa hàng sửa xe 1, 14 dòng được phân lập ở cửa hàng sửa xe 2 và 14 dòng được phân lập ở xưởng cơ khí. Trong 43 dòng vi khuẩn phân lập, 27 dòng là vi khuẩn Gram âm và 16 dòng là vi khuẩn Gram dương. Tất cả các dòng vi khuẩn đều có khả năng sinh trưởng trong môi trường khoáng tối thiểu lỏng có bổ sung Tween 80 (1% v/v), trong đó 3 dòng vi khuẩn ký hiệu GS20, GS21 và GS38 thể hiện khà năng phát triển sinh khối cao nhất. Sau 4 ngày nuôi cấy trong môi trường khoáng tối thiểu lỏng có bổ sung dầu nhớt, cả 3 dòng vi khuẩn này đều tăng sinh khối và sinh CO2 cao, trong đó dòng GS20 có khả năng sinh CO2 cao nhất với lượng CO2 tích lũy đạt 93,4% sau 3 ngày nuôi cấy, khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) so với 2 dòng GS21 và GS38, đạt hiệu suất lần lượt là 72,9% và 54,9%. Trong 3 dòng vi khuẩn khảo sát, chỉ có dòng vi khuẩn Gram âm GS38 thể hiện khả năng hóa hướng động theo dầu nhớt, do đó dòng GS38 được xem là dòng vi khuẩn tiềm năng nhất sẽ được tiếp tục nghiên cứu nhằm có thể ứng dụng trong xử lý sinh học môi trường bị ô nhiễm dầu nhớt.
ntdien
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Tập 57, Số 1A (2021): 35-44