Khảo sát sự phân hủy toluene và chlorotoluene bởi vi khuẩn Comamonas testosterone KT5 cố định trong alginate
Toluene cũng như chlorotoluene là những hợp chất được sử dụng phổ biến và thường được phát hiện trong môi
trường bị ô nhiễm, nhất là môi trường nước.
Toluene cũng như chlorotoluenes được sản xuất một lượng lớn trên toàn thế giới vì chúng được sử dụng phổ biến để sản xuất nhiều loại hóa chất như chất chống cháy, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu…, dùng trong y tế, sản xuất vải, polymer và nhiều sản phẩm khác. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong chất tẩy rửa và dung môi. Hàng năm, một lượng lớn các hợp chất này được thải ra môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước. Toluene và chlorotoluene được phát hiện trong môi trường, bao gồm đất, nước mặt và nước ngầm, ngoài ra chúng còn được phát hiện trong không khí và thực phẩm.
Toluene và chlorotoluenes là những chất khá độc nên việc tẩy sạch chúng là cần thiết. Một trong những cách tẩy sạch chúng là dùng các phương pháp sinh học. Phương pháp này an toàn, rẻ tiền, thân thiện với môi trường và hiệu quả cao so với các phương pháp khác. Trên thế giới đã có những nghiên cứu về các vi sinh vật có thể phân hủy được hợp chất toluene nhưng chỉ có một công bố được thực hiện ở Việt Nam. Mặc dù vậy, đa số các khảo sát trước đây đều thực hiện trong môi trường lỏng và sử dụng vi sinh vật dạng lơ lửng mà ít đề cập đến phân hủy trong đất và sử dụng dạng cố định. Một trong những giải pháp cố định vi khuẩn là sử dụng alginate. Alginate có nguồn gốc tự nhiên, dễ phân hủy trong môi trường, rẻ tiền, dễ sử dụng, không độc nên thường được dùng trong y tế, thực phẩm cũng như dùng để cố định vi sinh vật. C. testosterone KT5 được phân lập từ đất và bùn, và đã được khảo sát về khả năng phân hủy nhiều loại chlorotoluene. Một nghiên cứu của Hà Danh Đức đã nghiên cứu sự phân hủy của các hợp chất này bởi vi khuẩn C. testosterone KT5 được cố định trong alginate đã được đăng trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Theo nghiên cứu của tác giả vi khuẩn Comamonas testosterone KT5 có khả năng phân hủy hiệu quả các chất này. Khảo sát khả năng làm sạch toluene cũng như chlorotoluene trong môi trường đất và nước của vi khuẩn Comamonas testosterone KT5 dạng tự do và cố định cho thấy, KT5 được cố định trong alginate phân hủy các chất này với tốc độ cao hơn so với dạng tự do. Vi khuẩn cố định còn chịu đựng tốt hơn so với dạng tự do ở độ pH quá thấp hay quá cao. Ngoài ra, vi khuẩn cố định trong alginate còn có thể phân hủy tốt hơn dạng tự do khi môi trường bị nhiễm kim loại nặng. Mức độ ảnh hưởng của kim loại nặng đến sự phân hủy toluene là As5+ ≈ Cd2+ ≈ Hg2+ ≈ Cu2+ > Pb2+ ≈ Ni2+.
Vân Anh
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam Số 6 năm 2020