Chia sẻ về mô hình nghiên cứu nuôi cấy tảo Chlorella sp. kết hợp sóng âm nhạc trong quá trình xử lý nước thải, Trần Phương Uyên, sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Sài Gòn cho biết, trong chuyến tham quan một nhà máy bột ngọt, bạn thấy có sử dụng âm nhạc trong quá trình lên men.

Trong chuyến đi thực tế, Uyên thấy nhà máy cho giấm nghe nhạc cổ điển và nhạc thính phòng trong suốt quá trình lên men nhằm tăng hiệu quả lên men, cải thiện chất lượng bột ngọt. Điều đó đã làm người yêu thích âm nhạc như Uyên phải suy nghĩ và mong muốn có thể đưa âm nhạc vào việc xử lý, vệ sinh nguồn nước thải trong cuộc sống.

Từ đó, Uyên cùng 2 người bạn là Trần Văn Bình, Bạch Thị Ngọc Thùy (sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Sài Gòn) đã ấp ủ kế hoạch, lên ý tưởng thực hiện mô hình nghiên cứu cho tảo nghe nhạc nhằm nâng cao hiệu suất loại bỏ các chất ô nhiễm trong nguồn nước.

Quá trình nghiên cứu, nhóm lấy mẫu nước thải ở chợ đầu mối Hóc Môn (TP.HCM) để xử lý. Trong nước thải chợ đầu mối chứa nhiều thành phần độc hại, gây ảnh hưởng sức khỏe và môi trường sống của người dân.

Sau khi lấy mẫu nước thải, nhóm tiến hành phân lập mẫu và phát hiện có lượng lớn tảo Chlorella sp.. Nhóm quyết định sử dụng chính tảo Chlorella sp. có trong nguồn nước thải để nuôi cấy.

“Khi sử dụng tảo Chlorella sp. có trong nguồn nước cần xử lý, cho tăng sinh rồi đưa ngược trở lại môi trường sẽ đảm bảo tính thích nghi và thành công cao hơn so với việc đưa tảo Chlorella sp. ở nơi khác, khả năng ứng dụng có thể phải tốn thêm nhiều thời gian nghiên cứu khảo sát. Vì khi một vi sinh vật đã quen thuộc với môi trường, chỉ cần ít thời gian sẽ thích nghi lại, trong khi vi sinh vật khác có thể tốn thời gian lâu hơn hoặc không thích nghi dẫn đến chết”, Uyên cho biết thêm.

Uyên cũng cho biết lượng tảo này sẽ được nuôi cấy tăng sinh khối trong khoảng 1 tháng là đủ số lượng để thực hiện thí nghiệm. Các thí nghiệm sàng lọc được tiến hành trong các điều kiện: có âm nhạc và tảo Chlorella sp.; một bên thì chỉ có Chlorella sp. và không bổ sung yếu tố nào để kiểm chứng. Thí nghiệm được thực hiện trong vòng 10 ngày để khảo sát ảnh hưởng của hai yếu tố đến hiệu quả loại bỏ các thành phần độc hại như TN (tổng nitơ) và COD (nhu cầu oxy hóa học) trong nguồn nước.

Điều đặc biệt, trong quá trình đưa tảo Chlorella sp. vào nguồn nước xử lý, cả nhóm đã lựa chọn bài hát Lý ngựa ô ở tần số 60-80 Decibel (dB), do dàn nhạc dân tộc truyền thống VN trình bày vào trong quá trình xử lý, nhằm làm tăng sự phát triển của tảo giúp việc xử lý nước thải đạt hiệu suất tốt hơn. Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý nước thải ở điều kiện Chlorella sp. có âm nhạc cao hơn 20% so với điều kiện chỉ có tảo Chlorella sp..

“Có những nghiên cứu trước đây đã sử dụng nhạc truyền thống của nước họ để kích thích sự sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật. Dựa vào đó, nhóm đã sử dụng âm nhạc truyền thống của Việt Nam vào quá trình xử lý nước thải, đây cũng là một điểm mới trong nghiên cứu. Việc lựa chọn bài Lý ngựa ô là do bài có tần số, cường độ âm thanh ít dao động mang lại hiệu quả cao trong nghiên cứu”, Ngọc Thuỳ chia sẻ về lý do cả nhóm lựa chọn ca khúc dân ca Việt Nam thay vì các thể loại nhạc khác.

Theo nhóm, việc sử dụng sóng âm nhạc trong quá trình xử lý nước thải bằng tảo cho khả năng xử lý nước thải tốt hơn, tương đồng với một số nghiên cứu về khả năng tăng trưởng của tảo trong sóng âm nhạc. Tuy nhiên, cơ chế mà tần số âm thanh tác động đến việc tăng sinh và sự phát triển của tảo Chlorella sp. trong xử lý nước thải vẫn chưa được làm rõ, cần thêm nhiều nghiên cứu về đặc tính của tảo trong quá trình xử lý.

Phương pháp này cũng cần kiểm tra trên nhiều loại nhạc cùng tần số để đánh giá cách mà tảo hỗ trợ xử lý nước thải và cần nghiên cứu quy mô lớn hơn để có thể ứng dụng thực tế.

Theo Ngọc Thùy, kết quả nghiên cứu mới thực hiện trong phòng thí nghiệm. Để xử lý nước thải ở quy mô lớn hơn cần chia làm nhiều bể sinh học để nâng công suất xử lý. Ngoài ra "cần kết hợp cùng các công nghệ phụ như hóa lý, cơ học để hoàn thiện cả quy trình và đạt hiệu suất ổn định hơn", Thùy nói.

Lý giải về tính hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải bằng tảo Chlorella sp. trong môi trường có sóng âm thanh, PGS.TS Bùi Mạnh Hà, Phó Tổng biên tập Tạp chí Khoa học Đại học Sài Gòn, giảng viên hướng dẫn nhóm cho biết, “tảo là một tế bào sống, sóng âm lan truyền trong bể sẽ tác động lên màng tế bào của tảo. Bên cạnh đó, trong một nghiên cứu có đề cập là sóng âm nhạc như một dao động liên tục đi được trong các môi trường rắn, lỏng theo phương dọc và ngang tác động lên môi trường. Ở tần số thích hợp nó sẽ kích thích quá trình trao đổi chất và sinh tổng hợp của tế bào nên làm tăng sự phát triển, trao đổi chất, hấp thu các chất ô nhiễm”.

Mô hình này, nhóm nghiên cứu mất gần 12 tháng trong đó 6 tháng làm thực nghiệm, kết quả đã nghiên cứu giảm tổng Nito (NO3, NO2 và NH4) trong nước thải đến 98,1%.

“Hiệu quả tích cực của âm nhạc đến con người, động vật hay vi sinh vật đã được khoa học chứng minh. Trong đó có chăn nuôi bò sữa, khi sử dụng âm nhạc để tăng sản lượng sữa", PGS Hà nói. Trong nghiên cứu này, nhóm chỉ đánh giá được thông qua các chỉ số môi trường và thống kê cơ bản còn cơ chế tác động lên bộ phận nào của tảo, tác động như thế nào thì cần có những nghiên cứu chuyên sâu để sáng tỏ.

Theo thầy Hà, để đưa mô hình vào thực tế cần nhiều nghiên cứu thử nghiệm, quy mô phòng thí nghiệm để đánh giá được cơ chế và mô hình bán thực nghiệm trước khi đưa ra ứng dụng. Hướng nghiên cứu này sẽ được tiếp tục trong thời gian tới.

Thanh Thảo