Tiến sĩ dùng vỏ tôm, cua xử lý kháng sinh trong nước thải

TS Sơn và cộng sự tận dụng vỏ tôm cua, chế tạo vật liệu chitosan biến tính, khi thử nghiệm xử lý được 95% kháng sinh trong nước thải.

Chitosan là vật liệu vô định hình, có thể tồn tại dạng màng, viên hoặc hạt.

Lần đầu nghe thấy cụm từ "vật liệu chitosan" là vào năm 2015 khi đang tìm hướng nghiên cứu cho đề tài tiến sĩ tại Đại học Công nghệ Sydney, Australia, TS Trần Văn Sơn (33 tuổi) bắt đầu tìm hiểu sâu hơn. Nhận thấy tác dụng và khả năng ứng dụng rộng rãi trong xử lý chất ô nhiễm của vật liệu này, TS Sơn xác định đây không chỉ là hướng nghiên cứu tiến sĩ, mà còn là lĩnh vực lâu dài anh theo đuổi khi về nước.

Trở về nghiên cứu và giảng dạy tại khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội năm 2018, TS Sơn tiếp tục chế tạo vật liệu chitosan biến tính, có khả năng loại bỏ tồn dư kháng sinh trong nguồn nước. Anh cho biết, chất kháng sinh sau thời gian tồn tại trong cơ thể, được bài tiết ra ngoài, dễ dàng tồn tại trong nước thải của bệnh viện, nhà máy sản xuất dược phẩm, nước thải chăn nuôi. "Việc tồn dư kháng sinh trong nước gây ra nhiều tác hại, đặc biệt tạo ra gene chống lại kháng sinh trong hệ vi sinh vật, từ đó tác động xấu đến sức khỏe con người và môi trường", TS Sơn nói.

Sử dụng vỏ tôm, cua, thu gom tại chợ, cửa hàng hải sản, nhóm nghiên cứu đã làm sạch, khử khoáng, khử protein và khử acetyl, thu được chitosan có độ tinh khiết cao. Vật liệu này có thể tồn tại nhiều dạng khác nhau để ứng dụng thực tế như dạng hạt, viên, hoặc lớp màng để phủ lên các vật liệu khác.

Nhóm nghiên cứu cho biết, trong vỏ cua, tôm giàu chitin, (khoảng 27,2 - 30%), trong đó nhóm chức amino và hydroxyl có khả năng hấp thụ tốt, nên chitosan trở nên trung hòa về điện và dễ biến đổi hóa học. Nhờ đó, vật liệu này dễ dàng hấp phụ nhiều chất ô nhiễm khác nhau như thuốc nhuộm, chất ô nhiễm hữu cơ.

Để vật liệu chitosan có thể biến tính đúng cách, nâng cao khả năng xử lý kháng sinh phù hợp với điều kiện hệ thống lọc hấp phụ thực tế là yếu tố quan trọng nhất. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã kết hợp với một số vật liệu khác như than sinh học, bổ sung thêm chất liên kết ngang, để tăng độ bền và khả năng xử lý.

Khi thử nghiệm, các mẫu nước thải được pha nhân tạo theo điều kiện phòng thí nghiệm, đáp ứng yêu cầu xả thải ra ngoài môi trường đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành của Việt Nam. Kết quả, sau khi dùng vật liệu này đã xử lý 95% kháng sinh Sulfamethoxazole (tác dụng kiềm khuẩn) tồn dư, định lượng 0,1 mg/ml. Đặc biệt, loại bỏ 100% kim loại nặng. Sử dụng 3-5 lần, vật liệu chitosan vẫn hoạt động tốt và hiệu quả như nhau.

Vật liệu chitosan được tận thu từ nguồn phế liệu, nên vừa có thể góp phần xử lý chất thải rắn, vừa cải thiện chất lượng nguồn nước thải nông nghiệp và công nghiệp. Anh cho biết, nhóm dự định thử nghiệm vật liệu trong nước thải của bệnh viện địa phương, cơ sở dược phẩm hoặc nuôi trồng thủy sản, đồng thời nghiên cứu khả năng tái chế của chitosan.

Theo Vnexpress