NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Tên luận án: Nghiên cứu chế tạo vật liệu xốp tích hợp vi sinh vật và mang hạt quang xúc tác nhằm xử lý môi trường nước nuôi tôm
Ngành đào tạo: Công nghệ sinh học. Mã số: 9 42 02 01
Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Minh
Chức danh, học vị, họ và tên người hướng dẫn:
1. TS. Hoàng Phương Hà
2. PGS.TS. Hà Phương Thư
Cơ sở đào tạo: Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Nội dung: Những đóng góp mới của luận án được thể hiện qua các điểm sau đây:
1. Chế tạo thành công vật liệu EC (Expanded Clay) từ hỗn hợp đất sét và trấu bằng phương pháp nhiệt phân, tạo ra vật liệu có cấu trúc rỗng, xốp, nổi trên mặt nước, và bề mặt nhám, phù hợp cho việc tích hợp chất quang xúc tác và vi khuẩn chuyển hóa nitơ. Đặc tính nổi giúp vật liệu tiếp xúc hiệu quả với ánh sáng và oxy, tăng hiệu suất xử lý trong môi trường nước nuôi thủy sản.
2. Đã tối ưu quá trình tích hợp TiO₂-Ag lên EC, tạo thành vật liệu quang xúc tác nổi có hiệu quả xử lý cao. Vật liệu với tỷ lệ 10% (w/v) TiO₂-Ag/EC cho hiệu quả ức chế vi khuẩn gây bệnh cao, làm giảm mật độ vi khuẩn gây bệnh từ 10⁶ xuống dưới 100 CFU/mL sau 2 giờ chiếu sáng và ổn định hiệu quả xử lý duy trì sau ít nhất 7 chu kỳ sử dụng; TiO₂-Ag/EC còn có khả năng phân hủy >90% kháng sinh TET, OTC (10 ppm) ở pH 7–9 và 95% RIF ở pH 5; đồng thời có thể xử lý COD đạt hiệu quả trên 92% (25 mg/L) sau 32 giờ chiếu sáng. Duy trì 83% hiệu suất COD ở mô hình 1 L với tỷ lệ bổ sung chỉ 2,5% (w/v).
3. Chế tạo được vật liệu cải tiến EC_Alg_ N bằng cách tích hợp lớp polymer alginate chứa các dưỡng chất (N, P, K) và nguồn cacbon dưới dạng nano nhằm kích thích sự sinh trưởng và tạo biofilm của nhóm vi khuẩn chuyển hóa nitơ trên bề mặt vật liệu. Mật độ vi khuẩn nitrat hóa và khử nitrat tăng từ 10⁵ lên 10⁷ CFU/mL sau 2 ngày tích hợp. Ở tỷ lệ 10% (w/v) EC_Alg_N có khả năng loại bỏ 91% hàm lượng amoni và nitrit ở nồng độ 60 mgN/L sau 24 giờ, đạt hiệu suất 83% sau 6 lần tái sử dụng. Ở quy mô mô hình 50 L, tỷ lệ bổ sung vật liệu EC_Alg_N ở mức 1% w/v vẫn loại bỏ được >96% amoni và nitrit khi tổng nồng độ nitơ đạt 200 mgN/L sau 7 ngày thử nghiệm.
4. Tích hợp thành công vật liệu EC mang hạt quang xúc tác TiO₂-Ag và vi khuẩn khử nitrit, tạo ra hệ vật liệu có khả năng ức chế vi khuẩn gây bệnh V. parahaemolyticus VTCC 910192 và loại bỏ đến 95% hàm lượng nitrit nitơ ô nhiễm trong nước.
