Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn trong nước thải chế biến thủy sản có khả năng hấp thu ammonium
Nhóm các nhà nghiên cứu Trương Vũ Luân, Nguyễn Thị Khánh Lam, Nguyễn Đắc Khoa và Nguyễn Thị Phi Oanh (thuộc Trường Đại học Cần Thơ) đã công bố kết quả nghiên cứu “Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn trong nước thải chế biến thủy sản có khả năng hấp thu ammonium”. Nghiên cứu hướng đến việc phân lập vi khuẩn bản địa trong nước thải chế biến thủy sản có khả năng hấp thu ammonium, góp phần vào quy trình xử lý vấn đề mùi hôi trong nước thải chế biến thủy sản gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.
Chế biến và xuất khẩu thủy sản là một trong những ngành hàng chủ lực, đóng góp quan trọng vào tổng kim ngạch xuất khẩu nông, lâm, thủy sản hàng năm của Việt Nam và vấn đề xử lý nước thải chế biến thủy sản đang được đặc biệt quan tâm. Nước thải chế biển thủy sản có chứa nhiều protein, khi protein bị thủy phân sinh ra ammonia làm cho nước thải có lượng ammonia cao. Ở dạng khí, nồng độ ammonia cao gây kích thích niêm mạc mũi, đường hô hấp dẫn đến dị ứng và tăng tiết dịch, co thắt khí quản và ho. Khi vào đường hô hấp, ammonia di chuyển từ phổi vào máu. Trong máu, ammonia bị oxy hóa tạo thành nitrite gây ức chế chức năng vận chuyển oxy của hồng cầu làm cho người bị xanh xao, nặng hơn có thể gây thiếu oxy não dẫn đến đau đầu, mệt mỏi, hôn mê thậm chí có thể tử vong. Ngoài ra, trong môi trường nước, ammonia được chuyển hóa thành ammonium. Nồng độ ammonium trong nước cao nếu không được xử lý sẽ được chuyển hóa thành nitrite gây độc cho động vật thủy sinh. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh vi khuẩn có khả năng hấp thu ammonium cho sự tăng. Hiện nay, việc xử lý nước thải nói chung hoặc xử lý ammonium trong nước thải bằng phương pháp sinh học đã và đang được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng vì tiết kiệm được chi phí, đồng thời, không gây ô nhiễm môi trường.
Nhóm nghiên cứu đã thu thập các mẫu nước thải chế biến thuỷ sản tại hệ thống xử lý nước thải của công ty chế biến thủy sản Út Xi (huyện Trần Đề, tỉnh Sóc Trăng). Các mẫu nước được thu ở 4 vị trí bao gồm: nước đầu vào, nước bể hiếu khí, nước bể yếm khí và nước đầu ra. Tại mỗi vị trí, mẫu nước được thu dọc theo bể ở 3 điểm (0,5 lít tại điểm), mỗi điểm cách nhau 1 mét. Cả 3 mẫu nước được trộn đều trong chai nhựa sạch và thu 0,5 lít mẫu đại diện tại mỗi vị trí. Sau đó, mẫu được bảo quản trong thùng nước đá khi chuyển về phòng thí nghiệm để phân lập vi khuẩn.
Quá trình nghiên cứu trải qua các bước: Phân lập vi khuẩn có khả năng hấp thu ammonium; Khảo sát sự tăng trưởng và hấp thu ammonium của vi khuẩn; Khảo sát ảnh hưởng của sự thông khí, pH và nồng độ NaCl đến khả năng hấp thu ammonium của vi khuẩn đã tuyển chọn; Định danh khoa học vi khuẩn hấp thu ammonium.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong 24 dòng vi khuẩn có khả năng hấp thu ammonium được phân lập, 3 dòng vi khuẩn WH1.1, WY1.2 và WY3.3 có khả năng tạo sinh khối cao và hấp thu ammonium hiệu quả ở thời điểm 24 giờ nuôi cấy. Dòng vi khuẩn tiềm năng WY3.3 có khả năng hấp thu ammonium (200 ppm) cao nhất, đạt hiệu suất 94,6%. Khi được thông khí và nuôi cấy trong môi trường có pH = 7 (điều kiện tối ưu cho sự hấp thu ammonium của dòng vi khuẩn này) thì hiệu suất đạt lần lượt 91,9 % và 91,7%. Ngoài ra, khi môi trường nuôi cấy được bổsung NaCl với nồng độ từ 1% và 2%, dòng vi khuẩn WY3.3 vẫn hấp thu ammonium hiệu quả, đạt hiệu suất 99,1% và 97%. Dựa vào kết quả phân tích và so sánh sự tương đồng về trình tự gen 16S-rRNA, dòng vi khuẩn WY3.3 được định danh là Bacillus sp. WY3.3. Kết quả nghiên cứu này góp phần khẳng định vai trò của vi khuẩn thuộc chi Bacillus về khả năng hấp thu ammonium. Bacilluslà vi khuẩn Gram dương, có khả năng sinh bào tử nên đây là đặc điểm thuận lợi tiếp tục nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh xử lý ammonium trong nước thải nói chung cũng như nước thải chế biến thủy sản từ nguồn vi khuẩn bản địa.
Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ Tập 60, Số1B (2024)