Chủng vi sinh Desulfovibrio là gì và chúng có thể được các nhà nghiên cứu khoa học đưa vào ứng dụng thực tế ra sao? Mời bạn tham khảo thông tin chi tiết qua bài viết dưới đây của Biogency!

Bài viết được lược dịch và tổng hợp từ nhiều nguồn đa dạng, phổ biến rộng rãi, ví dụ như trang Wikipedia và những tài liệu học thuật uy tín trên thế giới.

Chủng vi sinh Desulfovibrio là gì?

Trang Wikipedia đã lược dịch từ quyển sách học thuật Brock Biology Of Microorganisms (11th edition) được viết bởi các tác giả John M. Madigan, Michael T. và Martinko, đoạn thông tin cơ bản về chủng vi sinh Desulfovibrio như sau:

Desulfovibrio là một chi vi khuẩn Gram âm khử sulfat ưa ấm. Các loài Desulfovibrio thường được tìm thấy trong môi trường nước có hàm lượng chất hữu cơ cao, cũng như trong môi trường đất ngập úng. Chúng tạo nên một cộng đồng lớn mạnh và có thể coi là những cá thể sống chính trong các môi trường sống cực kỳ đa dưỡng, chẳng hạn như trong các tầng đá nứt nẻ sâu ẩm nước.

Cũng giống như các vi khuẩn khử sulfat khác, chủng Desulfovibrio từ lâu đã được coi là loài vi khuẩn kỵ khí bắt buộc. Tuy nhiên, thực tế lại chứng minh điều này không hoàn toàn chính xác. Trong những điều kiện sống bị hạn chế, thực tế những vi khuẩn này vẫn có thể tồn tại trong môi trường giàu oxy. Các loại vi khuẩn này được gọi là vi khuẩn hiếu khí.

Chủng vi sinh Desulfovibrio được giới nghiên cứu khoa học tin rằng có nhiều ứng dụng trong khoa học và đời sống. Chẳng hạn như một số loài Desulfovibrio trong những năm gần đây đã được chứng minh là có khả năng xử lý sinh học đối với các hạt nhân phóng xạ độc hại như uranium bằng một quá trình tích lũy sinh học giảm thiểu.

Để hiểu rõ hơn, các bạn hãy tham khảo thêm những ứng dụng thực tế tương đối gần gũi với chúng ta của chủng vi sinh Desulfovibrio này:

Ứng dụng của chủng vi sinh Desulfovibrio là gì?

Desulfovibrio góp phần mang đến năng lượng xanh

Những nghiên cứu xuất phát từ khoa Sinh học của ĐH Birmingham (Anh Quốc) đã phát hiện ra một cơ chế cho phép vi khuẩn Desulfovibrio desulfuricans – sống phổ biến trong đất – thu hồi kim loại palladium có trong các nguồn nước thải công nghiệp. (*)

Một số thông tin thêm về palladium để bạn đọc dễ hình dung: đây là một trong những nhóm kim loại bạch kim nằm trong số ít các nguồn tài nguyên quý giá nhất trên Trái đất hiện nay. Palladium được ứng dụng trong nhiều món đồ điện tử như là máy tính, điện thoại di động, SED/OLED/TV LCD. Palladium còn được sử dụng nhiều trong lĩnh vực nha khoa và xử lý nước ngầm. 

Palladium được đánh giá là yếu tố xúc tác tự nhiên có khả năng giúp giảm phát thải khí nhà kính hiệu quả.

Tiến sĩ Kevin Deplanche, trưởng nhóm nghiên cứu đã chia sẻ rằng: “Kim loại bạch kim là một nguồn tài nguyên hết sức hữu hạn trong tự nhiên. Trong khoảng 10 năm qua, nhu cầu sử dụng nguồn tài nguyên này luôn vượt quá nguồn cung, vì thế cho nên việc nghiên cứu tìm ra cách thay thế, phục hồi palladium từ các nguồn thứ cấp để đảm bảo nguồn tài nguyên này không bị cạn kiệt là việc làm vô cùng quan trọng.”

Tiến sĩ cũng cho biết nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một loại enzyme là enzyme hydrogenase nằm trên màng tế bào bề mặt vi khuẩn Desulfovibrio desulfuricans có khả năng khử palladium trong chất thải công nghiệp thành các hạt nano palladium, gọi là BioPd.

“BioPd có thể được dùng để tạo ra nguồn điện sạch từ hydro. BioPd còn là một chất xúc tác rất tuyệt vời trong việc xử lý các chất ô nhiễm quen thuộc như crôm, được sử dụng trong ngành công nghiệp sơn. Nghiên cứu của chúng tôi hướng tới mục tiêu cuối cùng là phát triển công nghệ có khả năng chuyển đổi chất thải kim loại thành các chất xúc tác hóa học giá trị cao, nhằm tạo ra một thế hệ năng lượng xanh và sạch mới cho thế giới”, tiến sĩ Deplanche giải thích thêm.

Tham khảo: Chủng vi sinh Bacillus và khả năng xử lý nước thải

Desulfovibrio ứng dụng trong xử lý nước thải mỏ nhiễm kim loại nặng và asen

Một luận án được công bố của Nghiên cứu sinh (NCS) Nguyễn Thị Hải của Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học, đã nghiên cứu khả năng ứng dụng chủng vi sinh Desulfovibrio trong việc xử lý nước thải mỏ nhiễm kim loại nặng và asen.

Cụ thể nghiên cứu như sau: 

NCS đã phát hiện ra rằng chủng Desulfovibrio oxamicus S4 có khả năng chịu được pH thấp (pH ~ 2), chịu được nồng độ các kim loại nặng cao, có khả năng khử đồng thời sulfat và arsenate, vì vậy vô cùng phù hợp để ứng dụng trong xử lý môi trường nước thải mỏ axit (AMD). Đồng thời, nghiên cứu đã chứng minh được chủng vi sinh này có vai trò như một công tắc khởi động cho quá trình khử sulfat và cải thiện môi trường AMD để phù hợp cho các loài vi khuẩn khử sulfat (SRB) thông thường.

Bước đầu quá trình thử nghiệm đã chứng minh được khả năng của chủng Desulfovibrio oxamicus S4 ở dạng vi bao trong hạt alginate (chế phẩm SRA) trong việc khởi động nhanh và khiến hiệu quả xử lý AMD trong mô hình phòng thí nghiệm tăng cao (AMD được đưa vào thí nghiệm là dạng nhân tạo) và mô hình pilot (AMD lấy từ nhà máy chế biến thiếc Thiện Kế).

Từ nghiên cứu này NCS cũng đã đưa ra khả năng ứng dụng thực tiễn của chủng vi sinh Desulfovibrio: Chủng Desulfovibrio oxamicus S4 thu được từ nghiên cứu này sẽ được đưa vào sử dụng làm nguồn SRB (trong dạng chế phẩm SRA) ứng dụng trong xử lý môi trường nước thải mỏ axit phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.

Bên cạnh đó NCS Nguyễn Thị Hải cũng đã đề ra các hướng nghiên cứu tiếp theo: tiếp tục sử dụng nguồn SRB là chủng Desulfovibrio oxamicus S4 (ở dạng chế phẩm SRA) này để đưa vào mô hình module xử lý nước thải nhiễm kim loại nặng từ các hoạt động khai thác và chế biến khoáng sản (gồm mỏ kim loại, những cơ sở chế biến và làng nghề tái chế kim loại).

Desulfovibrio trong sản phẩm Microbe-Lift BIOGAS giúp tăng khí gas hầm biogas xử lý nước thải

Các chủng vi sinh kỵ khí trong họ Desulfovibrionaceae chứa trong Microbe-Lift BIOGAS là: Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio aminophilus. Trong đó:

• Desulfovibrio vulgaris: đóng vai trò như một sinh vật mẫu cho vi khuẩn khử lưu huỳnh.
• Desulfovibrio aminophilus: là một loại vi khuẩn gram âm, không tạo bào tử, khử axit amin và khử sulfat đã được phân lập từ một đầm nước kỵ khí từ một nhà máy xử lý nước thải ở Santa Fe de Bogotá.

Với sự có mặt của 2 loại vi sinh kỵ khí này, hiệu quả xử lý nước thải của sản phẩm Microbe-Lift BIOGAS càng tăng cao, đặc biệt là ở các khả năng sau:

• Giúp quá trình phân hủy sunfat thành sunfua. 
• Phân hủy được những thành phần đặc trưng như kim loại trong chất thải rắn, lưu huỳnh,…thành những chất không hòa tan. 
• Từ đó giúp tăng hiệu quả xử lý của bể sinh học kỵ khí. 

Tham khảo: Chủng vi sinh Clostridium và khả năng xử lý nước thải

Chủng vi sinh Desulfovibrio qua bài viết này chắc hẳn sẽ không còn quá xa lạ với quý vị độc giả nữa. Hy vọng các bạn đã tiếp nhận được những thông tin hữu ích từ Biogency. Nếu còn bất kỳ thắc mắc về ứng dụng của chủng vi sinh Desulfovibrio trong xử lý nước thải, mời bạn liên hệ ngay với chúng tôi qua số Hotline quen thuộc: 0909 538 514.

Tài liệu tham khảo:

MADIGAN, Michael T., et al. Brock biology of microorganisms. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, 2006.

Chịu trách nhiệm nội dung

Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh