Các nhà nghiên cứu từ ĐH Khoa học và công nghệ Shahjalal (Bangladesh) vừa tìm ra phương pháp mới lọc khí thải từ ngành công nghiệp sản xuất phân bón khá thân thiện với môi trường: lọc sinh học. Một nhà máy sản xuất phân urê. (Ảnh: Internet) Trước đây, việc loại bỏ khí thải độc hại và có mùi amonic (...
Các nhà nghiên cứu từ ĐH Khoa học và công nghệ Shahjalal (Bangladesh) vừa tìm ra phương pháp mới lọc khí thải từ ngành công nghiệp sản xuất phân bón khá thân thiện với môi trường: lọc sinh học.
Một nhà máy sản xuất phân urê. (Ảnh: Internet)
Trước đây, việc loại bỏ khí thải độc hại và có mùi amonic (mùi nước tiểu) từ công nghiệp sản xuất phân bón là một quá trình tốn kém và hao tốn năng lượng.
Để khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu ĐH Khoa học và công nghệ Shahjalal đã dùng vi khuẩn Nitrosomonas europaea kết hợp loại gỗ than rẻ tiền để tạo ra một bộ lọc sinh học. Vi khuẩn này sử dụng amoniac như nguồn năng lượng để trao đổi chất, tăng trưởng và sinh sản, sẽ hấp thu amoniac và oxy hóa chúng thành nitric.
Nhóm nghiên cứu cho biết bộ lọc sinh học này có thể hoạt động ở nồng độ amoniac từ 100-500mg/L khí thải, loại bỏ amonic từ dòng khí này gần như hoàn toàn, với tỉ lệ 93% trong bảy ngày.
Theo Science Daily, phát hiện trên có ý nghĩa quan trọng do giúp giảm ô nhiễm từ các nhà máy phân bón ở các nước đang phát triển.
Nitrosomonas europaea thường được tìm thấy trong đất, nước thải, nước ngọt và trên các tòa nhà, đài kỷ niệm trong các thành phố bị ô nhiễm.
Mùi amoniac hăng, khó chịu từ các nhà máy sản xuất phân bón từ lâu là vấn đề môi trường đáng chú ý, đặc biệt tại những khu vực công nghiệp đang phát triển. Khí thải này không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn khiến quá trình xử lý trở nên tốn kém, tiêu hao nhiều năng lượng và đòi hỏi thiết bị chuyên dụng. Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học thuộc ĐH Khoa học và công nghệ Shahjalal ở Bangladesh mở ra hướng tiếp cận khác, dựa trên sức mạnh tự nhiên của vi sinh vật.
Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào các phương pháp xử lý công nghiệp truyền thống, nhóm nghiên cứu đã phát triển một bộ lọc sinh học có cấu tạo tương đối đơn giản. Thành phần quan trọng của bộ lọc gồm vi khuẩn Nitrosomonas europaea kết hợp với một loại gỗ than có giá thành rẻ, tạo thành vật liệu hỗ trợ cho quá trình làm sạch dòng khí. Cách kết hợp này hướng tới mục tiêu giảm chi phí vận hành, đồng thời hạn chế lượng năng lượng cần sử dụng trong xử lý khí thải.
Nitrosomonas europaea có khả năng sử dụng amoniac như nguồn năng lượng phục vụ trao đổi chất, tăng trưởng và sinh sản trong môi trường phù hợp. Khi tiếp xúc với dòng khí chứa amoniac, vi khuẩn hấp thu chất này rồi oxy hóa nó thành nitric, qua đó làm giảm lượng chất gây mùi và ô nhiễm thoát ra ngoài. Cơ chế ấy biến hoạt động sống của vi khuẩn thành một bước xử lý tự nhiên, thay cho việc chỉ dựa vào các quy trình hóa học hoặc thiết bị tiêu tốn nhiều điện năng.
Theo nhóm nghiên cứu, bộ lọc sinh học có thể hoạt động trong điều kiện dòng khí chứa amoniac ở nồng độ từ 100 đến 500mg/L. Trong phạm vi này, hệ thống loại bỏ amoniac khỏi dòng khí gần như hoàn toàn, với tỷ lệ đạt 93% sau bảy ngày hoạt động. Con số này cho thấy bộ lọc có khả năng xử lý đáng kể khí thải, dù hiệu quả thực tế vẫn gắn với nồng độ amoniac và thời gian vận hành cụ thể.
Điểm đáng chú ý của giải pháp nằm ở việc nó sử dụng một loài vi khuẩn có sẵn trong tự nhiên thay vì tạo ra vật liệu xử lý hoàn toàn mới. Nitrosomonas europaea thường được tìm thấy trong đất, nước thải và nước ngọt, đồng thời xuất hiện trên các tòa nhà hoặc đài kỷ niệm tại những thành phố bị ô nhiễm. Sự hiện diện rộng rãi này giúp vi khuẩn trở thành ứng viên phù hợp cho những nghiên cứu tìm kiếm phương pháp lọc khí thân thiện hơn với môi trường.
Trong bối cảnh nhiều quốc gia đang phát triển mở rộng sản xuất phân bón để đáp ứng nhu cầu nông nghiệp, vấn đề kiểm soát khí thải càng trở nên cấp thiết. Các nhà máy phân bón có thể tạo ra mùi amoniac rõ rệt, ảnh hưởng đến chất lượng không khí và đời sống của cộng đồng xung quanh. Một bộ lọc sinh học chi phí thấp, nếu được áp dụng phù hợp, có thể hỗ trợ những cơ sở hạn chế nguồn lực cải thiện việc xử lý khí thải.
Phát hiện của nhóm nghiên cứu ĐH Khoa học và công nghệ Shahjalal vì thế được đánh giá có ý nghĩa quan trọng đối với nỗ lực giảm ô nhiễm từ ngành sản xuất phân bón. Giải pháp này kết hợp vật liệu giá rẻ với hoạt động chuyển hóa tự nhiên của vi khuẩn, tạo ra hướng xử lý khác biệt so với các quy trình vốn tốn kém và hao năng lượng. Tuy nhiên, thông tin được công bố tập trung vào khả năng loại bỏ amoniac trong dòng khí, chưa đưa ra các kết luận rộng hơn về mọi điều kiện vận hành công nghiệp.
Từ một sinh vật thường hiện diện trong đất, nước và môi trường đô thị ô nhiễm, Nitrosomonas europaea đang được khai thác cho mục tiêu làm sạch khí thải. Kết quả loại bỏ 93% amoniac trong bảy ngày cho thấy tiềm năng của bộ lọc sinh học, nhất là tại các nước đang phát triển. Nghiên cứu cũng gợi mở cách nhìn thực tế hơn về công nghệ môi trường, khi giải pháp hiệu quả có thể bắt đầu từ những vật liệu rẻ tiền và các quá trình tự nhiên quen thuộc.
