Nghiên cứu tại Đại học bang Oregon đã làm sáng tỏ cách thức một thành phần sản phẩm tiêu dùng ngày càng phổ biến – các hạt nano bạc – có khả năng can thiệp vào việc xử lý nước thải.
Những phát hiện cho thấy phương pháp thử nghiệm độc tính thông thường đối với nồng độ bạc tại các nhà máy xử lý có thể tạo ra kết quả mang lại cảm giác an toàn giả.
Nghiên cứu này rất quan trọng bởi vì nếu bạc có đặc tính kháng khuẩn phổ rộng, ngăn chặn hoạt động của vi khuẩn có lợi của thực vật, thì quá nhiều chất dinh dưỡng sẽ kết thúc trong đường thủy.
Điều đó lần lượt có thể dẫn đến sự phú dưỡng: Sự dư thừa các chất dinh dưỡng trong một cơ thể của nước dẫn đến sự bùng nổ của thảm thực vật, chẳng hạn như nở hoa tảo, và ép ra khỏi đời sống động vật do thiếu oxy.
“Các hạt nano bạc đang được đưa vào một loạt các sản phẩm bao gồm băng quấn, quần áo, lọc nước, kem đánh răng và thậm chí cả đồ chơi trẻ em”, tác giả Tyler Radniecki, một trợ lý kỹ thuật môi trường tại OSU, cho biết. “Các hạt nano có thể kết thúc trong nước thải thông qua việc giặt hoặc chỉ sử dụng thường xuyên sản phẩm.”
Công trình của Radniecki và các cộng tác viên tại trường Đại học Kỹ thuật nhìn vào các hạt nano bạc, bạc ion mà chúng giải phóng và một loại vi khuẩn gây ôxi hóa amoniac, Nitrosomonas europaea.
Vi khuẩn oxy hóa amoniac, hoặc AOB, rất quan trọng bởi vì chúng chuyển đổi amoniac thành nitrit để bắt đầu quá trình lấy một trong những chất dinh dưỡng, nitơ, ra khỏi nước thải. Nghiên cứu này đã xem xét cả hai loài động vật sinh vật trôi nổi hoặc sinh vật phù du, N. europaea và cũng là các màng sinh học mà chúng tạo ra.
Nghiên cứu của OSU đã xác nhận những quan sát trước đó rằng màng sinh học có khả năng tốt hơn vi khuẩn phù du để ngăn chặn tác dụng của bạc.
“Các màng sinh học cho thấy sức đề kháng cao hơn đối với nhiều yếu tố,” Radniecki nói. “Một đơn giản chỉ là khối lượng tế bào, và lớp tế bào trên cùng hoạt động như một lá chắn hy sinh cho phép vi khuẩn dưới đây không bị ức chế. Tốc độ tăng trưởng chậm cũng là một sự bảo vệ khỏi độc tính bạc bởi vì các enzyme bạc ngăn cản chuyển hóa aren không quay lại thường xuyên. “
Quan trọng hơn, công trình đã tiết lộ một nếp nhăn mới: Đó là sự ức chế khả năng chuyển đổi amoniac của AOB là một chức năng của thời gian phơi sáng bạc nhiều hơn mức độ tập trung bạc.
“Hầu hết các nghiên cứu điều tra sự ức chế màng sinh học nước thải bởi các hạt nano đã được tiến hành trong các tình huống phơi nhiễm ngắn hạn, dưới 12 giờ”, Radniecki nói. “Ngoài ra, họ đã sử dụng một lượng thời gian bằng nhau để giữ nước và giữ bùn.”
Vấn đề với điều đó, ông giải thích, là trong một nhà máy xử lý sử dụng màng sinh học, thời gian lưu giữ bùn – thời gian vi khuẩn ở trong nhà máy – sẽ lớn hơn nhiều so với thời gian lưu trú thủy lực, tức là thời gian nước thải là trong nhà máy.
“Điều đó cho phép, theo thời gian, cho sự tích tụ và tập trung các chất ô nhiễm kim loại, bao gồm các hạt nano bạc và bạc,” Radniecki, người đã làm việc liên quan đến thời gian phơi nhiễm 48 giờ cho biết. “Các tế bào biofilm cố định được tiếp xúc với một lượng lớn nước và khối lượng chất gây ô nhiễm nhiều hơn hệ thống tế bào phù du. Điều đó có nghĩa là, kết quả của các nghiên cứu phơi nhiễm ngắn hạn có thể không kết hợp được sự tích lũy dự kiến của bạc trong màng sinh học; giám sát nhà máy xử lý nước thải có thể đánh giá thấp độc tính tiềm tàng của các tình huống tiếp xúc với nồng độ thấp và lâu dài. “
Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180515092926.htm
