Ảnh minh họa: Internet

Việt Nam là một trong những quốc gia nổi tiếng về các loại thực phẩm có nguồn gốc từ tinh bột như cơm, bún, hủ tiếu, phở, bánh mì,...Do nhu cầu sử dụng loại thực phẩm truyền thống này rất lớn nên các làng nghề cũng như cơ sở  sản xuất cũng ngày càng tăng dẫn đến nguồn nước thải từ quá trình sản xuất cũng được xả thải ra môi trường ngày càng lớn. Tuy nhiên, đại đa số các cơ sở sản xuất bún đều mang tính tự phát, nhỏ lẻ nên chưa thật sự chú trọng đến công tác xử lý tốt nguồn nước thải trước khi nguồn nước ô nhiễm này được xả thải ra môi trường; từ đó, gây ô nhiễm trầm trọng đến nguồn nước và môi trường sống quanh đó. Để xử lý nước, quy trình kết tụ sinh học được đề nghị áp dụng vì kết tụ là công đoạn ban đầu cần thiết, giúp loại bỏ các tạp chất, tạo thuận lợi cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Kết tụ sinh học là quá trình do vi sinh vật tổng hợp ra hợp chất đa phân tử có khảnăng thu gom và làm lắng các vật chất lơ lửng trong dung dịch (Kwon et al., 1996; Shih et al., 2001). Kết tụ sinh học có tính chất hóa học thuộc dạng polysaccharide, protein hoặc glycoprotein, acid nucleic, cellulose, đường và acid  polyamino, tuy nhiên các nghiên cứu  về  các chất kết tụ sinh học chỉ tập trung vào nghiên của chất kết tụ  sinh học có thành phần chủ yếu là polysaccharide hoặc protein vì các  chất này chiếm tỷ lệ  cao nhất trong các  polyme sinh học có chức năng kết tụ sinh học (Rebah et al., 2018). Gần đây, chất kết tụ sinh học là sự thay thế an toàn cho chất kết tụ hóa học trong xử lý nước thải (Kurniawan et al., 2021) vì chất kết tụ sinh học không gây hại cho vi sinh vật vì chúng không mang độc tố và có khả năng phân hủy sinh học (Bahniuk et al., 2022). Tuy nhiên, hiệu quả kết tụ phụ thuộc vào đặc tính của từng giống loài vi sinh vật tạo chất kết tụ cũng như chịu ảnh hưởng của các yếu tố như chất dinh dưỡng, điều kiện nuôi cấy, điều kiện của môi trường... Vi khuẩn có thể sử dụng các chất dinh dưỡng trong môi trường để tổng hợp các chất đa phân tử trong tế bào dưới sự hoạt động của các loại enzyme khác nhau, các đa phân tử này có thể được bài tiết ra ngoài và tồn tại trong môi trường hoặc trên bề mặt vỏ tế bào vi khuẩn. Cho nên, hoạt động của vi khuẩn biến đổi những chất có trong môi trường thành các đa phân tử phức tạp có thể sử dụng trong kết tụ (Deng et al., 2002), có nhiều dạng tổng hợp chất kết tụ sinh học ở vi khuẩn có thể ở dạng polyme ngoại bào của các tế bào sống (Salehizadeh et al., 2000) hoặc quá trình tích lũy chất kết tụ sinh học ngoại bào và sự gom tụ tế bào (Jie et al., 2006). Vì vậy, việc tuyển chọn các dòng vi khuẩn có khả năng tạo chất kết tụ sinh học và khảo sát được giá trị pH và nguồn carbon tối ưu để vi khuẩn đạt được hiệu quả kết tụ tốt nhất là tiền đề cho việc ứng dụng các dòng vi khuẩn này trong xử lý nước thải trong tương lai.

Kết quả nghiên nghiên cứu đã tuyển chọn được 28/32 dòng vi khuẩn có khả năng tạo chất kết tụ sinh học có bản chất polysaccharide và 27/32 dòng vi khuẩn có khả năng tạo chất kết tụ sinh học có bản chất protein trên môi trường thạch thông qua khả năng tạo chất nhầy trên môi trường. Hai dòng vi khuẩn T11 và T17 có khả năng hình thành chất kết tụ sinh học cao nhất trong điều kiện môi trường bổ sung nguồn carbon là glucose, hỗn hợp kaolin và CaCl2 tại giá trị pH 5,0 cho tỷ lệ kết tụ sinh học cao nhất lần lượt dạng polysaccharide đối với dòng vi khuẩn T17 và dạng protein đối với dòng vi khuẩn T11 là 79,87% và 68,02%. Kết quả giải trình tự gene 16S rRNA cho thấy hai dòng vi khuẩn này lần lượt là dòng Klebsiella pneumoniae và Bacillus velezensis với độ tương đồng đạt 100%. Với kết quả trong nghiên cứu, hai dòng vi khuẩn T11 và T17 là hai dòng vi khuẩn có tiềm năng cao trong việc hỗ trợ làm lắng các chất rắn lơ lửng gây ô nhiễm trong nước thải, góp phần nâng cao hiệu quả xửlý nước thải bằng phương pháp sinh học trong tương lai.