Kế hợp trấu và chùm ngây giúp xử lý kháng sinh trong nước thải

Từ khi còn là sinh viên năm hai, khoa Hóa, trường Đại học khoa học tự nhiên Hà Nội, Vũ Thị Ngần và Trương Thị Thùy Trang quan tâm đến tình trạng kháng sinh tồn lưu trong nước thải gây nguy hiểm cho con người, động vật và môi trường. Hai nữ sinh đề xuất phương án xử lý dư lượng kháng sinh bằng phương pháp hấp phụ. "Đây là phương pháp phù hợp với các nước đang phát triển như Việt Nam bởi chi phí thấp và hiệu quả cao", Ngần cho biết.

Vũ Thị Ngần (bên trái) và Trương Thị Thùy Trang (bên phải) - chủ nhân sáng kiến xử lý dư lượng kháng sinh trong nước thải bằng trấu và chùm ngây. Ảnh

Mục tiêu của nhóm là thiết kế một bề mặt có khả năng hấp phụ hai loại kháng sinh có hàm lượng dư thừa cao trong nước thải là CFX (Ciprofloxacin) và CEF (Cefixim) từ vật liệu nanosilica (chiết xuất từ vỏ trấu) và protein (chiết xuất từ hạt chùm ngây). Trang cho biết, sở dĩ nhóm chọn vỏ trấu để nghiên cứu là vì có chứa hàm lượng nanosilica rất cao. Còn hạt chùm ngây là một loài thực vật rẻ, phổ biến, có chứa hàm lượng protein cao, dễ tách chiết.

Trải qua gần 2 năm nghiên cứu, làm thí nghiệm, nhóm đã chế tạo thành công nanosilica từ vỏ trấu và protein từ hạt chùm ngây. Đây là hai thành phần quan trọng để tạo nên bề mặt hấp phụ dư lượng kháng sinh trong nước thải.

Quá trình tách nanosilica từ vỏ trấu.

Các bước tách protein từ hạt chùm ngây.

Thử nghiệm vật liệu vào thực tế, sau ba lần lặp lại nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả xử lý dư lượng kháng sinh đạt trên 80% đối với kháng sinh CEF và trên 73% đối với kháng CFX. Thử nghiệm xử lý kháng sinh có trong mẫu nước thải tại bệnh viện, hiệu suất đạt 70%.

Nhóm dự định làm thêm về vật liệu nanosilica bên ngoài bọc kẽm giúp hấp phụ thêm nhiều chất khác.

Hai nữ sinh hy vọng đây sẽ là giải pháp tiết kiệm, đơn giản để áp dụng trong quy mô công nghiệp. Thực tế cho thấy có nhiều doanh nghiệp không xây dựng hệ thống xử lý nước thải do tốn kém chi phí. Việc tận dụng được phụ phẩm nông nghiệp giá rẻ vào xử lý nước thải công nghiệp vừa giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và bảo vệ nguồn nước.

Ngần chia sẻ, có thời điểm hơn một tháng nghiên cứu không ra kết quả, do tính toán sai số liệu, khảo sát mẫu kháng sinh không chuẩn. Hai bạn đã phải tranh thủ hết khoảng thời gian rảnh như nghỉ cuối tuần, nghỉ hè, nghỉ lễ Tết để nghiên cứu trên phòng thí nghiệm. "Làm nghiên cứu khoa học mới thấy càng khó càng mê, vừa luyện tính logic vừa rèn tính kiên nhẫn", Ngần nói.

Đề tài của nhóm đã công bố trên tạp chí quốc tế và giành được giải nhất nghiên cứu khoa học cấp trường, giải khuyến khích nghiên cứu khoa học cấp Bộ, giải nhì cuộc thi "Nâng cao nhận thức về hóa học xanh trong sinh viên" năm 2021.

Ngần và Trang nhận định, hiện "sân chơi" nghiên cứu khoa học chưa có nhiều cho những người trẻ, mối quan tâm của mọi người về các đề tài khoa học ngày càng ít đi. Hai bạn đều mong muốn bản thân được cọ xát ở các cuộc thi "có rất nhiều người trẻ cũng đam mê khoa học như chúng tôi", Trang chia sẻ thêm.

TS Phạm Tiến Đức, phó trưởng phòng đào tạo, giảng viên khoa Hoá học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN đánh giá cao kết quả nghiên cứu. Ông cho biết, nghiên cứu hoàn toàn khả thi để triển khai thực tiễn nếu có điều kiện phát triển thêm. Về định hướng xa hơn, nhóm có thể hướng tới xử lý mẫu thực trong ao hồ, đầm nuôi thủy sản. Quá trình chăn nuôi thuỷ sản thường xuyên dùng dược phẩm đặc biệt là kháng sinh không theo tiêu chuẩn dẫn đến tồn dư trong môi trường nước. "Dư lượng kháng sinh nhỏ nhưng nếu không xử lý sẽ gây ra hiện tượng hấp thụ bị động dẫn đến kháng thuốc. Kháng thuốc là một trong số những nguyên nhân gây tử vong lớn ở cả người và động vật", TS Đức gợi ý.

Hiện Trang và Ngần đã tốt nghiệp và học tiếp thạc sĩ tại trường. Nhóm cho biết, muốn mở rộng hướng nghiên cứu để tìm ra giải pháp cho vấn đề dư lượng thuốc giảm đau ở người, dư lượng thuốc trừ sâu trong môi trường.