Chủ Nhật ngày 26/6/2022 Nhiệt liệt chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 18-5: "Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo – Đẩy nhanh quá trình phục hồi, phát triển kinh tế - xã hội" Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin tức - Sự kiện: Tin trong nước
Cập nhật: Thứ Ba, ngày 10/5/2022

Phát hiện ô nhiễm nguồn nước từ cảm biến sinh học
Thiết bị phát hiện độc tố trong nước chỉ sau 10 phút là sản phẩm của công trình nghiên cứu “A novel biosensing system for rapid estimation of BOD5 and sensitive detection of toxicity in water (BODTOX)” do các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thực hiện. Công trình đã được trao Giải thưởng Sáng tạo châu Á (Best Innovation Award) của Quỹ toàn cầu Hitachi năm 2021. Sản phẩm giúp cảnh báo sớm nguy cơ ô nhiễm nguồn nước một cách nhanh, gọn và chính xác.
Nhóm nghiên cứu theo dõi chỉ số BOD trên hệ thống cảm biến sinh học trong phòng thí nghiệm.

Tầm quan trọng của quan trắc chất lượng nước

Việt Nam có nguồn nước mặt phong phú với hệ thống sông, suối dày đặc cùng với các ao, hồ, kênh, rạch phân bố rộng khắp các khu vực trên cả nước. Tuy nhiên, những năm gần đây, nguồn nước mặt đã có dấu hiệu suy giảm chất lượng và xảy ra ô nhiễm cục bộ từ chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, kim loại nặng và ô nhiễm vi sinh. Nếu như nguồn nước bị ô nhiễm không được quan trắc và cảnh báo sớm thì sẽ trở thành mối nguy hại ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân. Trên thế giới, đã có nhiều công nghệ phục vụ việc cảnh báo sớm nguồn nước ô nhiễm. Cụ thể việc phân tích chất lượng nước được chia làm ba loại:

Thứ nhất, sử dụng các thiết bị chuyên dụng trong phòng thí nghiệm. Phương pháp này có ưu điểm là kết quả chính xác nhưng lại đòi hỏi thời gian lâu và người lấy mẫu phải có chuyên môn cao.

Thứ hai, sử dụng các bộ kit thử nghiệm với từng chỉ tiêu và ngưỡng đo riêng biệt. Phương pháp này có ưu điểm đóng gói nhỏ gọn, dễ mang đi hiện trường, không cần dụng cụ hoặc thiết bị hỗ trợ, trả kết quả nhanh; tuy nhiên nhược điểm là thực hiện ngoài hiện trường nên dễ bị tác động của tự nhiên như gió, mưa… khiến kết quả không chính xác.

Thứ ba, thiết bị cảm biến theo từng chỉ tiêu riêng biệt, ưu điểm là kết quả nhanh và liên tục. Ngược lại, thiết bị có cấu tạo khá rườm rà vì cần đo bằng đầu dò dài để hoạt động, tuổi thọ sản phẩm không cao, khó khăn trong việc lắp đặt.

Phát hiện độc tố trong nước sau 10 phút

Với mục tiêu tạo ra sản phẩm công nghệ có khả năng ứng dụng cao, nhóm nghiên cứu đã chọn đi một con đường riêng, không trùng lặp với những nghiên cứu về cảm biến sinh học hiện đang được tiến hành trên thế giới. Để đánh giá mức độ ô nhiễm nước, cần phụ thuộc vào hai yếu tố là nước thải và nguồn thải, dựa trên hai thông số chính là BOD (nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (nhu cầu oxy hóa học). Chỉ số COD ngày nay đã có thiết bị cảm biến đo, tuy nhiên chỉ số BOD phải dựa vào hoạt động của vi sinh nên sử dụng cảm biến sinh học là một lựa chọn bắt buộc để hoàn chỉnh quá trình quan trắc chất lượng nước.

Thay vì phát triển một cảm biến sinh học đầy đủ (gồm bộ tiếp nhận sinh học, mạch giao tiếp, bộ khuếch đại, bộ biến năng…) đòi hỏi thiết bị hiện đại và chi phí cao, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn phương án sử dụng cảm biến DO (một dạng cảm biến điện hóa) để xác định nhanh mức độ thay đổi oxy hòa tan trong mẫu, kết hợp với thiết bị phản ứng sinh học (sử dụng vi sinh và đánh giá mức độ hoạt động thông qua hàm lượng oxy tiêu thụ), từ đó xác định độ độc và hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ (BOD). Đồng thời, bộ phận tiếp nhận sinh học được nhóm nghiên cứu chế tạo theo kiểu thiết bị phản ứng sinh học dạng ống nhồi (PBBR). Đầu ra của PBBR được kết nối với buồng đo có gắn cảm biến để xác định hàm lượng oxy hòa tan có trong mẫu đo. Sự linh hoạt này giúp nhóm nghiên cứu đạt được hai mục tiêu: sản xuất được cảm biến sinh học với quy trình đơn giản từ nguồn vật liệu có sẵn; thời gian kiểm tra độ độc trong nước nhanh chỉ tính bằng phút.

Phần mềm hiển thị quá trình đo độ độc trong nước.

Trải qua thành công ban đầu, nhờ nguồn tài trợ từ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), nhóm nghiên cứu đã chế tạo và hoàn thiện cảm biến sinh học ứng dụng trong phân tích nhanh và liên tục chỉ số BOD. Bên cạnh đó, nhóm đã điều chế được công thức tạo dung dịch chuẩn bằng cách nhốt các vi sinh vật tự nhiên vào trong viên nang alginate, sau đó tiến hành bơm thêm nồng độ BOD5 ở liều lượng 160 mg/l. Khi tiến hành đo, pha loãng nồng độ dung dịch chuẩn này từ 0; 1,25; 2,5; 5 mg/l áp dụng cho từng loại nước thải khác nhau như sinh hoạt, kênh rạch và chế biến thủy sản… kết quả cho ra chỉ trong vài phút, nếu tính cả thời gian tìm hệ số pha loãng phù hợp, ước tính thời gian có thể lên đến 6 giờ tùy mẫu nước. Để kiểm tra độ chính xác của công nghệ, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm trên mẫu nước thải thủy sản và nước kênh rạch trong nội thành TP Hồ Chí Minh với thời gian đo 10 phút, có hệ số biến thiên lớn nhất là <10%. Kết quả cho thấy, độ chính xác cao hơn 20% so với phương pháp đo BOD5 truyền thống. Khi nguồn nước không có chất gây độc thì mức độ tiêu thụ oxy là 100%, khi phát hiện có chất gây độc thì giá trị này giảm xuống 70, 50 hoặc 30%. Khi đến mức giới hạn cảnh báo, thiết bị sẽ báo hiệu độ độc trong nước. Kết quả thu được cho thấy, công nghệ này hoàn toàn có khả năng ứng dụng để đo độc tính tổng của nguồn nước.

Có thể nói, sản phẩm của đề tài có ý nghĩa quan trọng, nhờ khả năng tạo vi sinh tại nguồn và cho kết quả ngay lập tức, góp phần phát hiện cảnh báo sớm độ độc trong nước, kịp thời ngăn chặn ô nhiễm môi trường nước trước khi ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân địa phương. Đồng thời, sản phẩm của nhóm nghiên cứu có giá chỉ bằng 1/10 so với các thiết bị nhập từ nước ngoài, phù hợp cho các nhà máy xử lý, hệ thống quan trắc nước mặt.

Trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu dung dịch chuẩn phục vụ việc đo độ độc trong nước thải từ nhà máy giấy và ứng dụng phát triển thành thiết bị quan trắc cho các đơn vị nuôi trồng thủy hải sản trên sông, hồ, tránh xảy ra tình trạng người dân trắng tay trước cảnh cá chết sau một đêm vì nước nhiễm chất độc. Có thể nói, thành công của đề tài đã mang lại một giải pháp xanh, hiệu quả trong việc quan trắc đánh giá chất lượng nước tại Việt Nam.

https://vjst.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Hội nghị Bộ trưởng Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo ASEAN lần thứ 19 (AMMSTI-19) và Hội nghị Ủy ban Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo ASEAN lần thứ 81 (COSTI-81) (23/6/2022)
Lưu trữ nguồn gen giống lan rừng có giá trị (23/6/2022)
“Cú huých” cho thương mại hóa kết quả nghiên cứu (22/6/2022)
Nông sản bay xa nhờ quản lý chặt mã số vùng trồng (22/6/2022)
TECHFEST Quảng Nam 2022: Đổi mới sáng tạo – Chuyển đổi số – Du lịch xanh (22/6/2022)
Doanh nghiệp ứng dụng khoa học kỹ thuật, hướng đến sản xuất thông minh (21/6/2022)
Công nghệ dự đoán trạng thái tâm lý giành giải Nhất cuộc thi khởi nghiệp của ĐH Quốc gia Hà Nội (21/6/2022)
Đề án Phát triển kinh tế tuần hoàn: KH&CN là giải pháp đạt mục tiêu không phát thải vào năm 2050 (21/6/2022)
Triển khai Hệ thống thông tin và cơ sở dữ liệu ngành chăn nuôi (20/6/2022)
Khẩn trương nghiên cứu, xây dựng các tiêu chuẩn cho đô thị thông minh (20/6/2022)
Hỗ trợ doanh nghiệp chuyển giao công nghệ và kinh doanh (20/6/2022)
Sản xuất bột tinh dầu bằng kỹ thuật sấy phun (20/6/2022)
“Nuôi” hạt nano vàng (20/6/2022)
Chế tạo vật liệu quang nhiệt từ trái phật thủ (20/6/2022)
Khởi động cuộc thi Sinh viên với An toàn thông tin ASEAN năm 2022 (20/6/2022)
Tăng cường vai trò lãnh đạo của Đảng với sự nghiệp phát triển khoa học công nghệ (17/6/2022)
Thúc đẩy mạnh mẽ đổi mới sáng tạo, ứng dụng và khai thác tài sản trí tuệ (17/6/2022)
Nghiên cứu lai tạo thành công cá hề Nemo (17/6/2022)
Quốc hội thông qua Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Sở hữu trí tuệ (17/6/2022)
Chương trình Đổi mới công nghệ quốc gia: Lấy công nghệ làm nền tảng (16/6/2022)
Công nghệ và đổi mới sáng tạo trong khoa học sức khoẻ (16/6/2022)
S-Star 2022: Gắn khởi nghiệp với quyền sở hữu trí tuệ tại đại học (16/6/2022)
Khoa học công nghệ đóng góp tích cực cho phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang (16/6/2022)
Công cụ di động phát hiện nhanh các chất gây ô nhiễm trong thực phẩm (16/6/2022)
Làng Metaverse lần đầu xuất hiện tại Techfest 2022 (16/6/2022)
Quảng Nam tập trung nhiều giải pháp phát triển công nghiệp hỗ trợ quy mô lớn (16/6/2022)
Đóng góp mạnh mẽ vào sự nghiệp phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo (16/6/2022)
Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất găng tay y tế (15/6/2022)
Đà Nẵng quảng bá, xúc tiến đầu tư du lịch, logistics, công nghiệp công nghệ cao (15/6/2022)
'Thuốc trừ sâu' làm từ rượu, tỏi, ớt tiếp sức vải xuất khẩu đi Mỹ, Nhật Bản (15/6/2022)
Sản xuất glutathione từ sinh khối nấm men (15/6/2022)
Khát vọng khởi nghiệp từ tài nguyên bản địa (14/6/2022)
Ra mắt Diễn đàn Đổi mới sáng tạo cụm khu vực Tây Nguyên (14/6/2022)
Đắk Lắk: Ứng dụng công nghệ vi nấm trong phòng trừ tuyến trùng (14/6/2022)
Phát triển công nghiệp hỗ trợ: Khơi thông nguồn lực (14/6/2022)
Thúc đẩy doanh nghiệp nhỏ và vừa khởi nghiệp sáng tạo (14/6/2022)
Viện RIAM: Ứng dụng khoa học công nghệ tạo sức bật cho nông nghiệp "xanh" (14/6/2022)
Ứng dụng CNSH trong chế biến thực phẩm: Hiệu quả từ những đề tài nghiên cứu khoa học (13/6/2022)
Công bố sáng kiến “Thương mại điện tử xuyên biên giới: Kỷ nguyên bứt phá” (09/6/2022)
Đầu tư lưới điện thông minh: Giải pháp cấp bách để phát triển năng lượng tái tạo (09/6/2022)
Ngày hội STEM năm 2022: “Vượt lên biến động” (09/6/2022)
Nghiên cứu công nghệ sản xuất dịch vải cô đặc và chất thơm từ nguyên liệu vải Việt Nam bằng các quá trình màng (09/6/2022)
Tận dụng phụ phẩm từ trái cây để tạo ra các sản phẩm có giá trị (08/6/2022)
Nghiên cứu chế tạo chất dẫn thuốc ung thư trên cơ sở vật liệu nano kim loại - hữu cơ (08/6/2022)
Cần cơ chế đột phá về đặt hàng nghiên cứu khoa học và công nghệ (06/6/2022)
Thúc đẩy phong trào khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tại địa phương (06/6/2022)
Chính thức công bố lưu hành vaccine thương mại dịch tả lợn Châu Phi (06/6/2022)
Hà Nội đánh thức doanh nghiệp khoa học, công nghệ (06/6/2022)
Phát động Cuộc thi trực tuyến “Thanh niên khởi tạo gương mặt số” năm 2022 (06/6/2022)
Ứng dụng công nghệ lên men giúp tận dụng phụ phẩm hoa quả (06/6/2022)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS Ứng dụng trên Android
Thông báo lịch tiếp công dân 6 tháng cuối năm của Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị

Thông báo về việc tổ chức Cuộc thi: Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tỉnh Quảng Trị năm 2022

Hướng dẫn quy trình hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị năm 2022

Về việc phối hợp thực hiện Đề án: "Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2021-2025, định hướng đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Thông báo về việc triển khai dịch vụ công trực tuyến mức độ 3, mức độ 4 trong thực hiện thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị

Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ ở Quảng Trị
Thống kê truy cập
Số người online 887
Hôm nay 1.576
Hôm qua 5.081
Tất cả 5.787.322
© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ. Địa chỉ: 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382.
Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN. Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này!