Vi khuẩn khử sunphat là nhóm vi khuẩn phân bố khá rộng trong tự nhiên, đặc biệt ở những nơi có hàm lượng sunphat cao (28 mM) như trong nước biển hay trong các trầm tích đáy ao, sông, biển. Đặc trƣng quan trọng nhất của vi khuẩn khử sunphat là tạo ra khí H2S trong quá trình sinh trưởng, cũng chính điều này đã gây ảnh hưởng không tốt cho hệ sinh thái có sự xuất hiện nhóm vi khuẩn này. H2S là chất khí có mùi
thối đặc trưng, không những gây ra ô nhiễm về mùi mà nó còn ảnh hưởng đến các sinh vật khác sống cùng hệ sinh thái đó. Thứ nhất, H2S tác động trực tiếp với oxy hòa tan trong nước, làm giảm hàm lượng oxy hòa tan trong nước. Thứ hai, H2S gây độc đối với các động vật thủy sinh vì nó dễ dàng kết hợp với ion Fe trong hemoglobin (H2S + FeO FeS + H2O), dẫn đến giảm khả năng vận chuyển ôxy của hemoglobin làm chúng bị ngạt [Nguyễn Thanh Phương và cs, 2009].
Tuy nhiên, khi đặt vi khuẩn khử sunphat trong khía cạnh sinh thái, ta cũng không thể không nói đến tầm quan trọng của chúng. Vi khuẩn khử sunphat đóng vai trò không thể thiếu trong các chu trình địa chất của lưu huỳnh và carbon hay trong quá trình hình thành các mỏ dầu [Sievert và cs, 2007]. Trong các hệ sinh thái kị khí, vi khuẩn khử sunphat cũng là một nhân tố trong chuỗi thức ăn, cùng với các nhóm vi khuẩn khác góp phần chuyển hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ thành CO2 và nước [Gibson, 1990].
Bên cạnh đó, với khả năng khử các ion kim loại nặng trong môi trường, vi khuẩn khử sunphat đang được coi như là một tác nhân xử lý ô nhiễm môi trường. Trên thế giới, bắt đầu từ năm 1998, phương pháp loại bỏ kim loại nặng trong nước thải bằng vi khuẩn khử sunphat đã đƣợc nghiên cứu, ứng dụng để làm sạch các ion và thu hồi các kim loại nặng. Ở Việt Nam, những nghiên cứu nhƣ thế mới chỉ bắt đầu. Nhóm nghiên cứu của Đặng Phương Nga (2007) đã có những nghiên cứu và mô tả chi tiết về khả năng chống chịu một số kim loại nặng (Cr6+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+) của một số chủng vi khuẩn khử sunphat phân lập tại các làng nghề, cơ sở sản xuất cơ khí (Vân Chàng - Nam Định). Kết quả cho thấy các vi khuẩn này chủ yếu thuộc về chi Desulfovibiro. Cùng với những những nghiên cứu trong hơn 15 năm qua về khả năng sử dụng hydrocarbon dầu thô nhƣ đã đề cập ở mục (1.3.4) thì vi khuẩn khử sunphat còn đang mở ra một hướng đi mới cho việc xử lý ô nhiễm dầu bằng phương pháp thu gom và xử lý trong điều kiện kị khí.
1.4.2. Ảnh hưởng đến kinh tế và con người
Vi khuẩn khử sunphat trong quá trình sống cũng gây nên những rắc rối và thiệt hại không nhỏ đến đời sống, ngành nông nghiệp và công nghiệp của con người. Trong
nông nghiệp, vi khuẩn khử sunphat gây thối rễ bèo, rễ lúa, làm cho thủy sản chết hàng loạt, gây thiệt hại lớn cho nông dân và Nhà nước. Trong công nghiệp, nhóm vi khuẩn này cũng gây ảnh hưởng xấu đến các ngành công nghiệp giấy, gây nhiễm bẩn khí gas, là một trong những tác nhân gây hƣ hỏng thực phẩm (chi sinh bào tử Desulfotomaculum)… [Gibson, 1990].
Đặc biệt, nhóm vi khuẩn này gây thiệt hại đáng kể đối với ngành công nghiệp dầu khí. Việc sinh ra khí H2S trong quá trình sinh trưởng phát triển đã gây những tác hại khá to lớn đến ngành công nghiệp này. Theo các nhà khoa học, trong các giếng khoan có nhiệt độ lớn hơn 100oC thì khí H2S có nguồn gốc hóa học thuần túy, tuy nhiờn, ở nhiệt độ dưới 100oC thỡ khớ H2S rừ ràng cú nguồn gốc từ vi khuẩn khử sunphat [Orr, 1974]. Khí H2S gây ra 4 tác động tiêu cực sau [Rabus và cs, 1996]:
(1) Gây ngộ độc cho công nhân làm việc tại các giếng khoan do tính chất gây độc khí này. Khí hydro sunphua với tỷ trọng 1,1895 nặng hơn không khí, do đó khí này luôn tập trung quanh khu vực xuất hiện khí với mật độ dày. H2S là chất khí cực độc (độc tính ngang với HCN và cao hơn CO từ 5 đến 6 lần). Người lao động khi làm việc trong môi trường có khí H2S, có thể quen với mùi và không nhận ra sự tồn tại của nó dẫn đến những nguy hại về sau. Với hàm lượng thấp, khí H2S gây ảnh hưởng đến đường hô hấp, niêm mạc và giác mạc. Với hàm lượng cao, H2S làm tê liệt thần kinh khứu giác và có thể dẫn đến tử vong.
(2) Làm ô nhiễm dầu và khí đốt, làm tăng hàm lượng lưu huỳnh chứa trong dầu thành phẩm và đồng thời gây mùi thối cho dầu.
(3) Chuyển đổi các khoáng sắt có trong dầu thành FeS, gây khó khăn cho việc tách dầu sau này.
(4) Gây ăn mòn đường ống dẫn và các thiết bị chứa dầu do kết hợp với ion sắt trong các thiết bị. Đây chính là mối quan tâm hàng đầu của các kỹ sƣ dầu khí và nhà nghiên cứu. Hàng năm, Mỹ đã phải tổn thất từ 1 đến 2 tỷ USD do ăn mòn kim loại gây nên bởi vi khuẩn khử sunphat. Tại Việt Nam, vấn đề này cũng đang đƣợc ngành dầu khí Việt Nam rất quan tâm. Trong một nghiên cứu của Lại Thúy Hiền và Lê Phi
Nga (1992) với loài Desulfovibiro vulgaris phân lập từ mỏ dầu Bạch Hổ đã chỉ ra rằng tốc độ ăn mòn đường ống của vi khuẩn này lên đến 0,062 - 0,085 mg/cm2/ngày.
Do thiệt hại của vi khuẩn khử sunphat gây ra đối với ngành công nghiệp dầu khí nên việc kiểm soát số lượng và kìm hãm sự sinh trưởng của vi khuẩn này trong các giếng khoan, hệ thống bể chứa và đường ống là cần thiết. Đây cũng là mục tiêu của một trong những hợp đồng giữa Phòng Vi sinh vật dầu mỏ - Viện Công nghệ sinh học và xí nghiệp liên doanh Vietsopetro từ năm 1993 đến nay. Các nghiên cứu của Lại Thúy Hiền và cộng sự đã cho thấy nguồn gốc của vi khuẩn khử sunphat trong các giếng khoan dầu khí Việt Nam có nguồn gốc nội tại và cả ngoại lai xâm nhập vào giếng theo quá trình bơm ép nước vào vỉa để duy trì áp suất khai thác dầu. Số lượng vi khuẩn khử sunphat ở các giếng bơm ép nước lên tới 104 - 106 tế bào/ml và 0 - 102 tế bào ở các giếng khai thác [Lại Thúy Hiền và cs, 2000]. Kết quả thí nghiệm với một số chủng vi khuẩn khử sunphat ƣa nhiệt cho thấy chúng có thể tồn tại trong điều kiện vỉa có nhiệt độ cao, áp suất cao và là nguồn gốc chính tạo H2S trong các giếng khoan mỏ Bạch Hổ, Vũng Tàu [Lại Thúy Hiền và cs, 2001].