NGHỆ BỂ SINH HỌC KHỬ SULFATE Ở VIỆT NAM
Trên thế giới, công nghệ xử lý AMD bằng SRB đã và đang đƣợc ứng dụng thành công ở nhiều nƣớc tiên tiến nhƣ Mỹ, Nhật, Slovakia, Nam Phi… có quy mô lớn và xử lý nguồn nƣớc thải tập trung, các hệ thống xử lý AMD trên thế giới thƣờng có khả năng xử lý hiệu quả trong vài năm đến vài chục năm. Quần thể vi sinh vật (bao gồm cả SRB) trong các hệ thống xử lý chủ yếu đƣợc thiết lập từ hệ vi sinh bản địa qua quá trình vận hành hệ thống lâu dài. Trong trƣờng hợp cần thiết, nguồn SRB có thể đƣợc bổ sung từ những hệ thống xử lý AMD đang hoạt động có hiệu quả (Skousen et al., 2016).
Ở Việt Nam, khai thác khoáng sản chủ yếu đƣợc thực hiện với các công nghệ và nguồn nhân lực trình độ thấp, cùng với bất cập trong quản lý tài nguyên, môi trƣờng đã dẫn đến suy thối mơi trƣờng nghiêm trọng. Đặc biệt đối với các điểm khai thác khoáng sản ở quy mô nhỏ, vấn đề xử lý chất thải rắn và nƣớc thải hầu nhƣ không đƣợc quan tâm, sau khi kết thúc khai thác (đóng cửa mỏ) mơi trƣờng sinh thái tại đây thƣờng rất khó hoặc khơng thể phục hồi (Nguyễn Danh Sơn, 2011).
Hiện nay, ở nƣớc ta, AMD mới chỉ đƣợc quan tâm xử lý tại một số khu mỏ khai thác tập trung thuộc Vinacomin. Tuy nhiên biện pháp xử lý chính đƣợc áp dụng là hóa học, sử dụng các hóa chất kiềm (nhƣ CaCO3, Ca(OH)2, Na2CO3, NaOH) để trung hồ mơi trƣờng axít, đồng thời loại một phần kim loại nặng ở dạng hydroxit tại pH trung tính. Bên cạnh ƣu điểm là thời gian xử lý nhanh, biện pháp hóa học có một số yếu điểm quan trọng là có giá thành cao và gây ơ nhiễm thứ cấp (do lƣợng bùn kết tủa tạo ra thƣờng rất lớn) (Doshi, 2006). Xử lý AMD bằng biện pháp sinh học (thông qua vi khuẩn khử sulfate) có tính thân thiện với môi trƣờng cao và đƣợc áp dụng thành công tại nhiều nơi trên thế giới, tuy nhiên ở nƣớc ta lại chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu và triển khai vào thực tế.
Trong 15 năm trở lại đây, nhóm nghiên cứu của Kiều Thị Quỳnh Hoa tại Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã theo đuổi hƣớng nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn khử sulfate để xử lý kim loại nặng trong nƣớc
47
thải từ các khu vực tái chế chất thải công nghiệp. Những kết quả nghiên cứu trong phịng thí nghiệm do nhóm thực hiện cho thấy việc sử dụng tổ hợp chủng vi khuẩn khử sulfate làm giàu trong phịng thí nghiệm cho các quá trình xử lý kết hợp kiểm soát các yếu tố dinh dƣỡng (nguồn cacbon, tỷ lệ COD/SO42) và các yếu tố lý hóa (pH, độ kiềm) đã có thể loại bỏ các ion kim loại trong nƣớc thải (Fe, Cr, Al, Pb) ở mức > 90% (Kieu et al., 2003; Kiều Thị Quỳnh Hoa và cs., 2013). Tuy nhiên nguồn nƣớc thải đƣợc xử lý trong các nghiên cứu này có pH ở mức trung tính, khác với AMD có pH rất thấp (2 – 3).
Do AMD có pH rất thấp và nồng độ kim loại nặng cao, bất lợi cho hầu hết các loài sinh vật nên SRB trong các hệ thống xử lý AMD cần có thời gian dài để thích nghi và tăng mật độ. Nếu nhƣ các hệ thống xử lý nƣớc thải nhiễm kim loại có pH trung tính khơng nhất thiết u cầu bổ sung nguồn SRB ở bƣớc khởi động và ổn định quá trình xử lý, các hệ thống xử lý AMD lại rất cần đƣợc hỗ trợ nguồn SRB phù hợp, đặc biệt đối với các điểm mỏ khai thác nhỏ lẻ (rất phổ biến ở Việt Nam) để có thể vận hành một cách linh hoạt. Nghiên cứu này đƣợc thực hiện nhằm tìm kiếm nguồn SRB phù hợp cho việc khởi động và ổn định vận hành các hệ thống xử lý AMD có quy mơ nhỏ, thích hợp cho phần lớn các mỏ khai thác và cơ sở chế biến khoáng sản ở nƣớc ta, góp phần phát triển bền vững ngành cơng nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản.
48