3.5 Ảnh hưởng của các điều kiện vận hành tới khả năng ức chế các vi khuẩn
3.5.5 Ảnh hưởng của khoảng cách giữa cathode và anode
Độ sâu nước sử dụng trong ao nuôi trồng thủy sản thường dao động từ 0,7 đến 2 m tùy thuộc vào sinh vật nuôi [87]. Bên cạnh đó, cathode thường được đặt nổi trên
53 bề mặt nước và anode ngập dưới bùn đáy (theo nguyên lý của hệ thống sinh điện hóa có điện cực ở đáy, mục 1.4.2). Vì vậy, khoảng cách giữa điện cực cathode và anode sẽ phụ thuộc vào độ sâu nước bể nuôi. Do đó, các khoảng cách điện cực, bao gồm 130 cm (dc, khoảng cách điện cực mặc định của cột), 117 cm (dc - 10%dc), 104 cm (dc - 20%dc) được thử nghiệm, để tìm hiểu ảnh hưởng của yếu tố này tới khả năng ức chế các vi khuẩn Vibrio của SBES; từ đó có thể đưa ra những gợi ý về độ sâu hợp lý của ao nuôi trong thực tế khi lồng ghép SBES.
Hình 3.10. Biểu đồ biểu thị số log10 giảm mật độ của các chủng Vibrio được thử nghiệm sau 180 phút tiếp xúc với dịch lọc cột nước SBES tại anode
khi SBES vận hành với các khoảng cách giữa anode và cathode khác nhau Ghi chú: A: Vh, B: Vp, C: Vp CED; TN_C1, TN_C2, TN_C3: mẫu dịch lọc từ 3 cột thí
nghiệm; ĐC: mẫu trộn dịch lọc của 3 cột đối chứng; MB: muối biển; dc: khoảng cách mặc định giữa hai điện cực (= 130 cm), dc – 10%dc: khoảng cách giảm 10% so với mặc định (=
117 cm), dc – 20%dc: khoảng cách giảm 20% so với mặc định (= 104 cm)
54 Kết quả (Hình 3.10) cho thấy, với khoảng cách điện cực giảm 10% (dc – 10%dc), hệ thống sinh điện hóa có điện cực ở đáy có khả năng ức chế Vibrio kém
nhất sau 180 phút. Cụ thể là, đối với chủng Vh, chỉ có dịch lọc anode của TN_C2 và
TN_C3 có khả năng làm giảm 3,28 và 2,84 log mật độ vi khuẩn (Hình 3.10A). Khả năng này có lẽ mạnh hơn đối với chủng Vp, với các mức giảm 3,12, 2,24, 2,01 log mật độ vi khuẩn khi tiếp xúc với dịch lọc anode của TN_C1, TN_C2, TN_C3 (Hình 3.10B). Đối với chủng Vp CED, trung bình số log giảm mật độ vi khuẩn khi tiếp xúc với dịch lọc của cả 3 cột thí nghiệm chỉ là 0,59 log (Hình 3.10C).
Nhìn chung, khả năng ức chế các vi khuẩn Vibrio là gần như nhau khi SBES vận hành với khoảng cách điện cực là 130 cm (dc) hay 104 cm (dc – 20%dc) (Hình 3.10). Với khoảng cách điện cực 130 cm, trung bình số log giảm mật độ Vh, Vp khi thử với dịch lọc ba cột thí nghiệm lần lượt là 3,89 và 4,72 log (Hình 3.10A, B); còn mật độ Vp CED thì giảm mạnh hơn khi thử với dịch của TN_C1 và TN_C3 so với dịch của TN_C2, tương ứng là 3,21 và 2,93 log so với 0,86 log (Hình 3.10C). Khi vận hành SBES với khoảng cách điện cực là 104 cm, số log giảm mật độ Vh khi thử với dịch cột TN_C2, TN_C3 nhiều hơn so với dịch TN_C1, lần lượt là 6,56, 4,56 và 1,92 log (Hình 3.10A); còn số log giảm mật độ Vp, Vp CED tương ứng là 6,36, 2,85, 6,35 log và 2,21, 3,75, 1,53 log lần lượt khi thử nghiệm với dịch lọc của TN_C1, TN_C2, TN_C3 (Hình 3.10B, C). Nếu tính số log giảm trung bình mật độ của cả 3 vi khuẩn Vibrio này khi thử nghiệm với dịch lọc của cả ba cột thí nghiệm, khi vận hành
SBES với khoảng cách điện cực 130 cm thì khả năng ức chế các vi khuẩn Vibrio kém hơn so với khi vận hành với khoảng cách điện cực là 104 cm, với mức giảm mật độ vi khuẩn trung bình tương ứng là 3,58 log so với 4,01 log. Tuy nhiên, trong thí nghiệm với khoảng cách 104 cm, có thể thấy một vài trường hợp dịch lọc cột đối chứng có tác dụng ức chế Vh mạnh (thậm chí lên đến 4,56 log) gần tương đương với các dịch cột thí nghiệm. Như vậy, ở thí nghiệm này, điều kiện môi trường có ảnh hưởng lớn
gây chết với các vi khuẩn Vibrio nên tác dụng của khoảng cách là không đáng tin cậy.
Do đó, chúng tôi cho rằng, về cơ bản, việc giảm khoảng cách có tác dụng không tích cực đối với hiệu quả diệt Vibrio của SBES. Do đó, khi vận hành trong thực tế, cần
55 tránh làm giảm độ sâu của hệ thống nuôi (ví dụ bằng cách tránh nước bay hơi nhiều
hoặc bổ sung nước kịp thời khi bay hơi).
Khoảng cách giữa các điện cực ngắn hơn giúp proton và electron di chuyển khoảng cách ít hơn và điện trở trong giảm Tuy nhiên, ở khoảng cách điện cực cao hơn, lượng oxy được khuếch tán xuống anode là tối thiểu và điều này có thể đã hỗ trợ các phản ứng ở anode. Trong nghiên cứu của Sajana và cộng sự (2014), các pin nhiên
liệu vi sinh vật có khoảng cách điện cực là 100 cm cho khả năng loại bỏ ô nhiễm hữu cơ tốt hơn so với khoảng cách điện cực 50 cm [85]. Các phát hiện trên cũng khá tương đồng với kết quả của chúng tôi cho thấy không nên giảm khoảng cách điện cực xuống các mức không có lợi cho tác dụng của SBES.