3.5 Ảnh hưởng của các điều kiện vận hành tới khả năng ức chế các vi khuẩn
3.5.3 Ảnh hưởng của sự thay đổi thế oxy hóa khử tại anode
Oxy hóa khử là đặc trưng cơ bản và là yếu tố quan trọng liên quan đến khả năng ức chế vi khuẩn của hệ thống sinh điện hóa [42]. Thế oxy hóa khử được đo tại anode trong nghiên cứu này là -180 mV (so với điện cực chuẩn Ag/AgCl) (khi hệ thống ổn định). Do đó, các mức thế điện cực xung quanh mức này, bao gồm -800, - 400, -280, -180, -80, +20, +120, +220, +400 mV (vs. Ag/AgCl), đến khả năng ức chế các vi khuẩn Vibrio của SBES được thử nghiệm.
48
Hình 3.8. 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 mức thế khác nhau (vs. Ag/AgCl (3M KCl))
Ghi chú: A: Vh, B: Vp, C: Vp CED; TN_C1, TN_C3: mẫu dịch lọc từ 2 cột thí nghiệm;
ĐC: mẫu trộn dịch lọc của 3 cột đối chứng; MB: muối biển Kết quả (Hình 3.8) cho thấy, khả năng ức chế Vh, Vp, Vp CED của SBES dường như không tương quan với các mức thế anode khác nhau. Đối với trường hợp TN_C1, mật độ Vh giảm lần lượt là 4,32, 4,27, 3,69, 1,3, 2,76, 2,93, 2,71, 2,13 và 5,07 log theo thứ tự tăng dần các mức thế sau 180 phút (Hình 3.8A); trong khi số log giảm mật độ Vp từ mức thế -800 mV đến +120 mV xấp xỉ nhau, trung bình khoảng 5,62 log, riêng với tại +220 mV thì giảm 0,1 log, còn với mức +400 mV thì giảm 3,32 log sau 180 phút (Hình 3.8B). Mật độ Vp CED không giảm khi áp thế -800 mV, và giảm trung bình khoảng 1,4 log sau 180 phút khi bị áp thế từ -400 mV đến +400 mV (Hình 3.8C).
TN_C3 làm giảm mật độ Vh rõ ràng ở mức thế -180 mV (1,63 log) , +120 mV (4,7 log – mạnh nhất), và +220 mV (1,87 log), và chỉ thể hiện tác dụng yếu ở +20 mV
49 (1,02 log) và +400 mV(0,68 log) (Hình 3.8A). Tác dụng là tương tự với Vp: mạnh nhất ở các mức thế -180 mV và +120 mV (trung bình mật độ vi khuẩn này giảm 5,68 log), còn ở các mức khác thì tương đối yếu: chỉ làm giảm nhẹ mật độ Vp, trung bình
khoảng 0,58 log tại -800, -400, -280, -80 và +20 mV, và không làm giảm tại +220 và +400 mV (Hình 3.8B). Đối với Vp CED, TN_C3 chỉ làm giảm mạnh mật độ ở mức thế -180 mV (2,6 log) trong khi gần như không thể hiện tác dụng ở các mức thế khác
(Hình 3.8C).
Căn cứ vào các kết quả trên, có thể thấy, ảnh hưởng của thế oxi hóa khử tới khả năng diệt vi khuẩn Vibrio của SBES là không rõ ràng hoặc không có quy luật cụ thể. Sự phản ứng khác nhau của hai hệ thống thí nghiệm cũng thể hiện điều này. Riêng với hệ thống TN_C3, có thể quần xã vi khuẩn ở anode của hệ đã bị ảnh hưởng sau các thí nghiệm trước, nhưng hệ vẫn có tác dụng rõ ràng ở các mức thế -180 mV và +120 mV. Vì vậy, cũng khó đưa ra kết luận rằng ảnh hưởng của các mức thế ôxi hóa khử không rõ ràng là do hệ vi sinh ở anode không còn hoạt động bình thường.
Trong một số trường hợp, dịch lọc phần đáy của cột đối chứng cũng có khả năng ức chế Vh, Vp. Có lẽ tại một số thời điểm nhất định, quần xã vi sinh vật dưới đáy của hệ đối chứng thay đổi do các yếu tố môi trường (mà chúng tôi chưa xác định được) cũng có thể có tác động đến các vi khuẩn Vh, Vp.
Ieropoulos và cộng sự (2017) đã cho rằng thế oxi hóa khử đóng một vai trò quan trọng trong việc tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh S. enteritidis ở hệ thống cascade MFC. Kết quả của Ieropoulos và cộng sự (2017) cho thấy, thế oxi hóa khử càng giảm thì hệ thống thể hiện khả năng diệt vi khuẩn S. enteritidis càng cao. Bằng chứng là độ giảm log mật độ vi khuẩn và độ giảm log phát quang của vi khuẩn tăng dần khi thế oxi hóa khử giảm dần. Nguyên nhân của điều này được cho là do sự thay đổi thế oxy hóa khử có tác động mạnh mẽ đến các hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn [43]. Tuy
nhiên, trong nghiên cứu này, chúng tôi không thấy sự tương quan rõ rệt giữa khả năng ức chế các vi khuẩn Vibrio của SBES và sự giảm dần của thế oxy hóa khử. Có lẽ sự ảnh hưởng của thế oxy hóa khử đến khả năng ức chế các loài vi khuẩn khác nhau của SBES là khác nhau, và cần được nghiên cứu thêm.
50