Chăn nuôi heo là một trong những hoạt động sản xuất thế mạnh của Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Hoạt động này không chỉ góp phần làm tăng thu nhập cho người chăn nuôi mà còn cung cấp một lượng lớn thực phẩm giàu dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất cho người tiêu dùng. Ngoài ra, phân heo còn là nguồn phân hữu cơ rất tốt cho cây trồng. Cùng với sự phát triển của ngành chăn nuôi heo, vấn đề môi trường là một trong những yêu cầu cấp bách trong  việc quản lý chất thải từ hoạt động chăn nuôi heo. Ngoài việc ô nhiễm chất thải hữu cơ và vi sinh vật đến nguồn nước sinh hoạt và môi trường sống xung quanh, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân thì việc ô nhiễm mùi hôi, đặc biệt là mùi H2S từ hoạt động chăn nuôi heo là vấn đề cần quan tâm hiện nay.

Khi hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải càng cao thì nồng độ H2S càng cao. Tại khu vực trại chăn nuôi thực nghiệm khu II Đại học Cần Thơ cho thấy, tại nơi thải trực tiếp nước thải thì hàm lượng nhu cầu oxy hóa học (COD - chemmical oxygen demand) trung bình khoảng 878,9 mg/l, đạm amon (N-NH4+) là 70,4 mg/l và H2S là 32 mg/l vượt quá mức cho phép về tiêu chuẩn nước sạch và nước sinh hoạt của Việt Nam. Phần lớn các acid hữu cơ dễ bay hơi là nguồn gốc phát sinh mùi hôi từ chất thải chăn nuôi heo. Bên cạnh đó, các hợp chất sulfur cũng là nguyên nhân chính gây ra mùi hôi trong chất thải chăn nuôi heo, đặc biệt là hydrogen sulfide (H2S). H2S là một loại khí độc không màu, có mùi hôi giống như mùi trứng thối khi chúng ở nồng độ rất thấp trong môi trường. Trong tự nhiên có nhiều nhóm vi khuẩn có khả năng oxid hóa các hợp chất sulfur như H2S, sulfur (So) và thiosulfate (S2O32-) được gọi là vi khuẩn oxid hóa sulfur (sulfur oxidizing bacteria, SOB). Vi khuẩn SOB hiện diện rộng rãi trong môi trường tự nhiên và tham gia hầu hết vào các phản ứng oxid hóa các hợp chất sulfur như trong bùn hoạt tính, từ các hồ kiềm hay hồ soda (soda lake), từ các nơi có nồng độ muối rất cao, trong các mỏ dầu thô thậm chí ở vùng Nam cực và Bắc cực. Hiện nay, trên thế giới có nhiều biện pháp để xử lý mùi hôi nhưng nhìn chung các biện pháp vẫn còn tốn kém. Do đó, các nhà khoa học trên thế giới đã và đang tập trung vào việc sử dụng các biện pháp sinh học cho việc loại bỏ mùi hôi từ các trại chăn nuôi, nhất là trại chăn nuôi heo, trong đó quan tâm hàng đầu của các nhà khoa học là các vi khuẩn có thể xử lý mùi hôi từ các hợp chất hữu cơ và nhất là các vi khuẩn oxid hóa lưu huỳnh (sulfur oxidizing bacteria, SOB). Tuy nhiên, lĩnh vực này ở nước ta hiện nay vẫn chưa được các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu nhiều. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện nhằm phân lập 1 số chủng vi khuẩn có khả năng oxid hóa lưu huỳnh từ các trại chăn nuôi heo nhằm ứng dụng chúng trong việc xử lý mùi hôi trong tương lai.

Vật liệu nghiên cứu: Mẫu bùn và nước thải thu thập từ các trại chăn nuôi heo (qui mô từ 500-1000 con) ở một số tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long như Vĩnh Long, Kiên Giang, Sóc Trăng, Hậu Giang và thành phố Cần Thơ dùng để phân lập vi khuẩn. Mẫu bùn và nước thải được thu ở một trại nuôi heo từ mỗi tỉnh. Mẫu bùn và nước thải được thu ở 5 vị trí/trại nuôi heo và được cho vào các chai đựng mẫu vô trùng và mang về phòng thí nghiệm vi sinh để tiến hành công tác phân lập.

Kết quả phân lập vi khuẩn oxid hóa lưu huỳnh

(a, b): khuẩn lạc vi khuẩn chủng T5 và T11 trên môi trường Cha; (c): Ảnh nhuộm Gram chủng T5; (d): Ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử chủng T5

Trong nghiên cứu này, đã tiến hành phân lập được 30 chủng vi khuẩn có khả năng oxid hoá hợp chất lưu huỳnh trong chất thải chăn nuôi heo ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, trong đó 2 chủng T5 và T11 có hoạt tính cao nhất với nồng độ SO42- là 150 mg/l sau 10 ngày bổ sung vi khuẩn. Hai chủng T5 và T11 được giải trình tự với kết quả chủng T5 tương đồng 98,08% với vi khuẩn Acinetobacter sp., trong khi chủng T11 tương đồng 96,60% với vi khuẩn Klebsiella sp. trên ngân hàng gen. Hai chủng vi khuẩn T5 và T11 có khả năng oxid hóa lưu huỳnh trong nước thải chăn nuôi heo khi chúng làm giảm pH, tăng nồng độ SO42- (chủng T5 đạt 22,52 mg SO42-/l và chủng T11 đạt 38,64 mg SO42-/l) cùng với sự tăng mật số của chúng sau 6 ngày bổ sung.