Ứng dụng công nghệ sinh học giúp giải quyết ô nhiễm môi trường

Đó là những gì người ta thấy từ việc áp dụng giải pháp hữu ích của PGS.TS Tăng Thị Chính, Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam.

Từ quy mô xử lý cấp …làng

Nước thải nuôi bò chảy tràn trên đường, lõng bõng trong các vũng nước, còn hệ thống mương và ao hồ bốc mùi có thể nói là nỗi ác mộng của nhiều người khi bước vào các xã “thủ phủ” nuôi bò có truyền thống của huyện Gia Lâm, Hà Nội như Đặng Xá, Phù Đổng, Lệ Chi trước đây.

Nhận thấy tất cả vấn đề này, các ngành môi trường và khoa học công nghệ của Hà Nội cũng như chính quyền các xã đã xây dựng các mô hình nuôi giun và xây dựng nhiều biogas để xử lý chất thải chăn nuôi của các hộ gia đình đã bắt đầu được áp dụng, nhưng không thấm vào đâu vì lượng thải ra môi trường vẫn rất lớn.

Ví dụ, riêng thôn Đổng Xuyên, xã Đổng Xá chỉ có 33/93 hộ chăn nuôi lắp đặt bể biogas, các hộ còn lại không áp dụng công nghệ nào để xử lý nước thải chăn nuôi cũng như nước thải sinh hoạt, tất cả nước thải lẫn chất thải rắn đều thải ra hệ thống mương chung của thôn rồi đi thẳng vào sông Giàng và bốc mùi nặng nề.

“Nên chị Lê Thanh Hiếu, Trưởng phòng Công nghệ sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội hỏi tôi 'chị cứ đi làm ở đâu, làm rất nhiều như thế thì sao không làm cho Hà Nội một mô hình xử lý ở đây? Chị có giải quyết được không?’. Tôi trả lời rằng về công nghệ làm được”.

Và Hà Nội đã đề nghị PGS Tăng Thị Chính thực hiện đề tài “Xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ sinh học để xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi bò tại huyện Gia Lâm, Hà Nội”. Bài toán ở đây là nhóm phải xử lý hàng loạt các khu vực ô nhiễm rất phân tán trong làng.

Người dân Gia Lâm sử dụng chế phẩm Sagi Bio vào xử lý môi trường. Ảnh: Tăng Thị Chính.

Cụ thể, không đơn thuần xử lý chất thải rắn tương đối dễ dàng như ủ phân, nuôi giun là hoàn thành, mà còn phải xử lý triệt để chất thải lỏng vẫn thải ra nơi công cộng và rơi vào tình trạng cả làng bốc mùi “cha chung không ai khóc”. “Mà người dân cũng không thực sự quan tâm vì không thấy [xử lý] mang lại hiệu quả kinh tế gì. Một nhà nuôi mười mấy nhà ngửi vẫn phải chịu, kêu chung vậy chứ không thể bắt nhà bên cạnh ngừng nuôi”, PGS Tăng Thị Chính nói.

Do đó, nhóm nghiên cứu phải xây dựng một mô hình tổng thể gồm: sử dụng chế phẩm sinh học Sagi Bio để xử lý mùi ngay tại chuồng trại; Nước thải chăn nuôi, sinh hoạt từ các hộ dân được thu gom vào hệ thống mương sau đó đưa nước thải vào hệ thống các bể lọc đất ngập nước và cuối cùng đẩy sang bể thủy sinh.

Nhóm nghiên cứu sử dụng chế phẩm vi sinh vật Sagi Bio (sản phẩm đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0001762-000 được công bố vào ngày 25/7/2018), gồm các chủng vi khuẩn Bacillus và xạ khuẩn Streptomyces chịu nhiệt, ưa nhiệt sinh tổng hợp mạnh các enzym ngoại bào (xenlulaza, amylaza và proteinaza) để xử lý mùi và làm hoai phân nhanh chóng.

Ưu điểm của chế phẩm mà PGS Tăng Thị Chính đã đăng ký bảo hộ độc quyền giải pháp hữu ích từ năm 2016 tại Cục Sở hữu trí tuệ là, các chủng vi khuẩn đều được phân lập từ nguồn đất tự nhiên của Việt Nam và được lưu giữ trong bộ sưu tập giống vi sinh tại phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ môi trường, có hoạt tính sinh học đặc hiệu cao, đặc tính ưa nhiệt, phù hợp để phối trộn và ủ phân.

Các chủng này vừa có khả năng sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, vừa sinh tổng hợp các enzym ngoại bào, đồng thời các xạ khuẩn còn có khả năng sinh một số chất kháng sinh ức chế các vi sinh vật có hại trong chất thải của vật nuôi. Nhờ đó, các chế phẩm này không chỉ rút ngắn thời gian hoai mục của phân (từ 1 tháng rưỡi xuống còn khoảng 4 tuần) mà sinh nhiệt cao (55-60⁰C) giúp diệt trừ hết các mầm bệnh, giúp giun nuôi bằng phân hoai mục này khỏe hơn, sạch bệnh.

Còn hệ thống nước qua xử lý bằng vi sinh vật và ba bể lọc đã được hấp thụ hết các chất hữu cơ và kim loại nặng, đạt các tiêu chuẩn về môi trường sau khi kiểm định độc lập. Theo tính toán sơ bộ của nhóm nghiên cứu, hệ thống này có kinh phí đầu tư rẻ hơn các hệ thống sử dụng phương pháp xử lý môi trường hiếu khí -thiếu khí tới hơn một nửa.

Việc đưa ra mô hình xử lý với giá cả hợp lý, không phát sinh ô nhiễm thứ phát này rất có ý nghĩa với các khu vực nông thôn nói chung chứ không chỉ ở Gia Lâm. Bởi vì đây là hiện trạng nan giải vẫn bị bỏ lửng ở hầu hết các tỉnh bởi chăn nuôi hộ gia đình vẫn đang là hình thức chủ yếu - cả nước có khoảng 12 triệu hộ gia đình chăn nuôi, mỗi năm thải khoảng 84,5 triệu tấn chất thải, mà mới chỉ khoảng 20% được xử lý, còn lại 80% thải ra môi trường gây ô nhiễm.

Đến thương mại hóa cho công ty xử lý rác thải ở quy mô lớn

Không chỉ xử lý môi trường cho những xã điển hình về ô nhiễm như thế, mà giải pháp hữu ích của PGS Tăng Thị Chính đã “lọt vào mắt xanh” và được các doanh nghiệp môi trường áp dụng. Trong đó có thể kể tới một đối tác lâu dài là công ty TNHH một thành viên Quản lý công trình đô thị Hà Tĩnh.

Đơn vị đã đề nghị được tham gia hợp tác với PGS Tăng Thị Chính để áp dụng chế phẩm sinh học bà nghiên cứu bởi vì họ đã “ấp ủ ý định tận thu rác thải sinh hoạt thành phân bón hữu cơ ngay ở giai đoạn đầu xây dựng nhà máy” như lời bộc bạch của giám đốc Lê Quang Đức.

Đó là sự tin tưởng của doanh nghiệp đối với một nhà nghiên cứu tâm huyết “vào tận nơi ủ rác, thò tay bốc rác để kiểm tra lượng mùn hữu cơ phân hủy. Khi ấy dù có nhiều lời mời chào hợp tác hấp dẫn nhưng Hà Tĩnh vẫn quyết định chọn tôi”, PGS Chính chia sẻ.

Thậm chí hiệu quả từ việc áp dụng chế phẩm do PGS Chính nghiên cứu đã thuyết phục Giám đốc Lê Quang Đức đầu tư thêm hai tỷ đồng xây dựng phòng thí nghiệm và mua sắm thêm các trang thiết bị như tủ lưu giữ chủng giống vi sinh, máy nghiền nguyên liệu, tủ sấy dụng cụ, máy đo pH để bàn, thiết bị lên men vi sinh… bởi đã thực sự “đặt niềm tin vào tri thức khoa học trong công tác xử lý rác.

Ngoài phân giải chất hữu cơ, chế phẩm của chị Chính còn có tác dụng hạn chế mùi, ngăn chặn quá trình sinh trưởng của các ổ ấu trùng ruồi, muỗi, qua đó giảm thiểu hóa chất diệt ruồi. Về lâu dài, việc xử lý toàn bộ lượng rác thải đưa về nhà máy đã đạt tới 97% đã góp phần tiết kiệm chi phí đầu tư dài hạn, tiết kiệm quỹ đất chôn lấp chất thải”.

Quyết tâm của đối tác cũng góp phần thúc đẩy PGS Chính hoàn thiện quy trình đồng thời giảm chi phí sản xuất, rút ngắn thời gian ủ từ 50 ngày xuống còn 30-35 ngày. PGS Chính đã đào tạo, nâng cao chuyên môn cho các cán bộ phòng thí nghiệm nhà máy về kỹ thuật phân tích chất lượng môi trường và nuôi cấy vi sinh vật. Như vậy, thay vì cung cấp toàn bộ chế phẩm thì PGS Chính chỉ còn cung cấp giống sản xuất để các cán bộ ở đây tự sản xuất chế phẩm vi sinh, qua đó giảm tới 50% giá thành sản phẩm so với trước đây.

PGS Tăng Thị Chính (thứ ba từ trái qua) cùng đoàn công tác Bộ Khoa học và Công nghệ thăm cánh đồng rau bón phân hữu cơ chế biến từ rác ở Hà Tĩnh. Ảnh: Hoàng Anh

Từ mẻ phân bón hữu cơ vi sinh đầu tiên, PGS Chính đem trồng khảo nghiệm ngay trong nhà máy, trên các loại đất cát bạc màu mang từ nhiều nơi về với các loại rau màu phổ biến như ngô, dưa hấu, cải xanh… Sau khi thu hoạch, sản phẩm đều được gửi đến các đơn vị có chức năng phân tích để đánh giá dư lượng của các kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh.

“Kết quả cho thấy hàm lượng chì trong bắp ngô của chúng tôi thấp hơn bắp ngô bán ngoài chợ”, theo PGS Chính. Để có được kết quả xác thực hơn, sản phẩm đã được gửi đi xét nghiệm tại Trung tâm chứng nhận phù hợp (Quacert) và Công ty cổ phần Chứng nhận và kiểm định (Vinacontrol). Một lần nữa, các kim loại nặng như asen, chì, thủy ngân, cadmi cũng như những vi khuẩn có hại trong sản phẩm đều không có, hoặc nếu có thì ở dưới mức cho phép. Bên cạnh đó, đất trồng các loại rau màu này đã trở nên tơi xốp, cải thiện được tính chất đất.

Điều đáng mừng với cả nhà nghiên cứu và doanh nghiệp là Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp giấy phép sử dụng chế phẩm Sagi bio trong lĩnh vực xử lý môi trường và Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đưa các sản phẩm phân bón sản xuất từ chất thải rắn sinh hoạt của công ty Quản lý Công trình đô thị Hà Tĩnh vào danh mục phân bón được cấp giấy phép lưu hành.

Vẫn cần một bài toán tổng thể

Ngay cả khi nhà khoa học đã tối ưu giải pháp hữu ích này và ứng dụng phù hợp với nhiều loại hình – từ quy mô nhỏ lẻ cho tới các doanh nghiệp lớn thì vẫn còn đó những vướng mắc “bên ngoài phạm vi giải quyết của công nghệ”.

Với ô nhiễm dân sinh ở Gia Lâm, “tôi nghĩ là triển vọng giải quyết rất tốt nhưng hơi khó áp dụng, bởi vì nếu tôi cấp phát miễn phí chế phẩm sinh học này cho người dân thì họ dùng ngay. Nhưng phải mua thì e rằng rất khó”, PGS Tăng Thị Chính nói.

Mặc dù đề tài chỉ được ngân sách chi cho khoản chế phẩm vài trăm lít và đến nay đã hết nguồn kinh phí, nhưng PGS Tăng Thị Chính vẫn cung cấp miễn phí thêm cho HTX Làng Gióng để duy trì mô hình.

Trái với các công ty xử lý môi trường đô thị có nguồn thu để xử lý, Hợp tác xã Làng Gióng - đơn vị đang đảm nhiệm thu phân bò của người dân để ủ nuôi giun quế không có nguồn nào khác. Chủ nhiệm hợp tác xã Làng Gióng than thở rằng rất oải, vì trên thực tế, việc thu mua phân bò sữa của các hộ gia đình này không mang lại bao nhiêu lợi nhuận, chỉ đủ chi trả cho các khoản tiền thuê nhân công thu gom, mua chế phẩm ủ hoai cho việc nuôi giun. Chưa kể, hệ thống mương thu gom xử lý nước thải của Đổng Xuyên vẫn cần phải bổ sung chế phẩm vi sinh để khử mùi, thu gom bùn lắng đọng.

“Kinh phí ở đâu” không chỉ là bài toán của HTX làng Gióng hay các xã Đặng Xá, Lệ Chi, mà đây cũng là bài toán của tất cả các mô hình dự án xử lý môi trường ở nông thôn Việt Nam nói chung, theo PGS Tăng Thị Chính.

“Thực ra hiện nay các mô hình, giải pháp về xử lý môi trường ở các vùng nông thôn Việt Nam hoàn toàn có và rất khả thi. Nhưng sau khi dự án rút đi, có thể áp dụng vào thực tế hay không? Sẽ cần một bài toán tổng thể và chính sách chung, chứ công nghệ chỉ có thể giải quyết được khâu đầu tiên”, PGS Tăng Thị Chính nói.

Còn đối với các công ty xử lý rác thải, muốn áp dụng giải pháp này, thì trên thực tế công nghệ là khâu cuối cùng. Muốn áp dụng hiệu quả thì buộc các công ty môi trường phải thu gom và phân loại rác tại nguồn, mà trên thực tế đây vẫn là bài toán khó chưa được giải quyết triệt để.

Nếu vẫn chưa có giải pháp phân loại ngay từ khâu người dùng, thì các công ty vệ sinh môi trường có “tay năm tay mười” huy động nguồn lực rất lớn thì vẫn không thể nào thu gom hiệu quả và cuối cùng lại phải tốn rất nhiều nhân lực phân loại rác ở khâu cuối.

Do đó, rất cần các chính sách tổng thể hơn, giúp thay đổi hành vi và ý thức người dân để thu gom và phân loại ngay từ khâu đầu tiên. Mặt khác, các công nghệ giúp vận chuyển rác hiệu quả hơn cũng cần được nghiên cứu, ứng dụng và thử nghiệm.

Liên kết nguồn tin: https://www.most.gov.vn/vn/tin-tuc/17830/ung-dung-cong-nghe-sinh-hoc-giai-quyet-o-nhiem-moi-truong-o-nhieu-quy-mo.aspx