Đại học UCI (Mỹ) dùng vi khuẩn E.coli tạo công nghệ giám sát nước

28/02/2023 14:31

Escherichia coli (E. coli) hay bị liên kết với thực phẩm nhiễm khuẩn, nhưng E. coli từ lâu đã là một động cơ trong công nghệ sinh học, Smart Water Magazine đưa tin.

Các nhà khoa học tại Đại học California (UCI) đã chứng minh rằng vi khuẩn này còn có giá trị hơn nữa khi là một phần của hệ thống phát hiện ô nhiễm kim loại nặng trong nước, bài đăng ngày 24/2 trên trang Smart Water Magazine cho hay.

E. coli thể hiện phản ứng sinh hóa khi có mặt các ion kim loại, một thay đổi nhỏ mà các nhà nghiên cứu đã quan sát được bằng các cảm biến hạt nano vàng quang học được lắp ráp hóa học.

Thông qua phân tích máy học về phổ quang của các chất chuyển hóa được giải phóng khi tiếp xúc với crom và asen, các nhà khoa học có thể phát hiện kim loại ở nồng độ thấp hơn một tỷ lần so với nồng độ dẫn đến chết tế bào – đồng thời có thể xác minh loại kim loại nặng và số lượng với độ chính xác cao hơn 96%.

Các nhà nghiên cứu cho biết quá trình có thể được hoàn thành trong khoảng 10 phút, quá trình cũng là chủ đề của một nghiên cứu xuất hiện trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Nghiên cứu tạo ra công nghệ giám sát nước dựa trên vi khuẩn E. coli - Ảnh 1.

E. coli được sử dụng để phát hiện sự hiện diện của các kim loại độc hại trong nước. (Ảnh: Regina Ragan/UCI)

Đồng tác giả Regina Ragan, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật của UCI, cho biết: “Phương pháp giám sát nước mới này do các nhà nghiên cứu ở UCI phát triển rất nhạy cảm, nhanh chóng và linh hoạt. Nó có thể triển khai rộng để giám sát độc tố tại nguồn nước uống và nước tưới tiêu cũng như trong dòng chảy nông nghiệp và công nghiệp. Hệ thống này có thể đưa ra cảnh báo sớm về ô nhiễm kim loại nặng để bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái”.

Ngoài việc chứng minh rằng vi khuẩn như E. coli có thể phát hiện nước không an toàn, các nhà nghiên cứu còn nhấn mạnh các thành phần cần thiết khác như các hạt nano vàng được lắp ráp với độ chính xác phân tử và thuật toán học máy giúp tăng cường đáng kể độ nhạy của hệ thống giám sát.

Ragan cho biết nó có thể được áp dụng để phát hiện các chất độc kim loại bao gồm asen, cadmium, crom, đồng, chì và thủy ngân có độ lớn dưới giới hạn quy định để đưa ra cảnh báo sớm về ô nhiễm.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học giải thích rằng họ có thể áp dụng các thuật toán được đào tạo cho các mẫu nước máy và nước thải không nhìn thấy được, điều đó có nghĩa là hệ thống có thể được khái quát hóa cho các nguồn cung cấp nước ở bất kỳ đâu trên thế giới.

Ragan cho biết: “Phương pháp học chuyển đổi này cho phép các thuật toán xác định xem nước uống có nằm trong phạm vi Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ và Tổ chức Y tế Thế giới khuyến nghị các giới hạn cho từng chất gây ô nhiễm với độ chính xác cao hơn 96% và với độ chính xác 92% dành cho nước thải đã qua xử lý hay không”.

Bà nói thêm: “Việc tiếp cận nguồn nước an toàn là cần thiết cho sức khỏe của con người và hành tinh. Công nghệ mới có thể được sản xuất hàng loạt với chi phí thấp là cần thiết để theo dõi sự ra đời của hàng loạt các chất gây ô nhiễm trong nguồn cung nước, một phần quan trọng của giải pháp đảm bảo an ninh nước trước tình trạng ô nhiễm và biến đổi khí hậu”.

Tác giả:
Quang Hưng (dịch)
Nguồn: Smart Water Magazine
Ý kiến của bạn
Bình luận
Xem thêm bình luận

Đọc thêm

Tư vấn lựa chọn máy ép bùn hiệu quả cho nhà máy cấp nước

Tư vấn lựa chọn máy ép bùn hiệu quả cho nhà máy cấp nước

Trong hệ thống xử lý nước cấp hiện đại, máy ép bùn được xem là thiết bị không thể thiếu, phát huy hiệu quả trong việc giảm thể tích bùn. Từ đó giúp tối ưu hóa chi phí vận hành và đảm bảo tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường.

Tối ưu chi phí xử lý bùn thải cho doanh nghiệp ngành Nước và Môi trường

Tối ưu chi phí xử lý bùn thải cho doanh nghiệp ngành Nước và Môi trường

Trong vận hành hệ thống xử lý nước thải, bùn thải đang là một trong những hợp phần tiêu tốn chi phí, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận hành và tính bền vững của các công trình. Việc ứng dụng các giải pháp tối ưu về công nghệ và hiệu quả kinh tế trong xử lý bùn thải trở thành vấn đề cấp thiết.

Tăng cường hợp tác đào tạo, nghiên cứu giữa Trường ĐH Xây dựng Hà Nội và Công ty TNHH MTV Nước sạch Hà Nội

Tăng cường hợp tác đào tạo, nghiên cứu giữa Trường ĐH Xây dựng Hà Nội và Công ty TNHH MTV Nước sạch Hà Nội

Ngày 15/01/2026, tại trụ sở Công ty TNHH MTV Nước sạch Hà Nội, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (HUCE) và Công ty TNHH MTV Nước sạch Hà Nội (HAWACOM) đã tổ chức Lễ ký kết Biên bản ghi nhớ và Thỏa thuận hợp tác.

Nghiên cứu giảm thiểu ăn mòn sinh học trong hệ thống thoát nước đô thị bằng bê tông hỗ trợ chất dẫn điện

Nghiên cứu giảm thiểu ăn mòn sinh học trong hệ thống thoát nước đô thị bằng bê tông hỗ trợ chất dẫn điện

Nghiên cứu đề xuất lớp lót bê tông có bổ sung vật liệu dẫn điện (magnetite, acetylene black) nhằm thúc đẩy vi khuẩn sinh điện và oxy hóa sinh học H₂S. Thí nghiệm quy mô phòng được thực hiện với các cấu hình lớp lót khác nhau.

Ứng dụng mô hình hóa trong thiết kế và vận hành, quản lý nhà máy xử lý nước thải

Ứng dụng mô hình hóa trong thiết kế và vận hành, quản lý nhà máy xử lý nước thải

Bài báo này giới thiệu khái niệm, vai trò, khả năng ứng dụng, một số phần mềm mô phỏng của mô hình hóa (MHH) và quy trình (05) bước cơ bản để triển khai một dự án MHH cho nhà máy xử lý nước thải.

Biến bùn thải thành nguồn năng lượng mới

Biến bùn thải thành nguồn năng lượng mới

Biến bùn thải thành nguồn năng lượng mới đang trở thành một trong những giải pháp tiên tiến, vừa giải quyết vấn đề môi trường, vừa tái tạo năng lượng phục vụ cho nhu cầu ngày càng tăng của xã hội, góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững.

Đánh giá khả năng dễ bị tổn thương tài nguyên nước lưu vực sông Ba*

Đánh giá khả năng dễ bị tổn thương tài nguyên nước lưu vực sông Ba*

Nghiên cứu đánh giá chỉ số dễ bị tổn thương tài nguyên nước (VI) trên lưu vực sông Ba nhằm đề xuất các giải pháp đảm bảo an ninh nguồn nước, đặc biệt là nước sinh hoạt trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH).

Trường Đại học Xây dựng Hà Nội tổ chức Lễ trao bằng tốt nghiệp lớp K60 Cấp Thoát nước Bình Dương

Trường Đại học Xây dựng Hà Nội tổ chức Lễ trao bằng tốt nghiệp lớp K60 Cấp Thoát nước Bình Dương

Sáng 03/01/2026, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (HUCE) tổ chức Lễ trao bằng tốt nghiệp cho sinh viên lớp K60NCBD bậc Kỹ sư ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước. Sự kiện không chỉ đánh dấu cột mốc trưởng thành của các tân kỹ sư, mà còn khẳng định hiệu quả mô hình hợp tác đào tạo giữa cơ sở giáo dục và doanh nghiệp ngành Nước.

Phát thải khí nhà kính trong hệ thống cấp nước Đồng bằng Sông Cửu Long

Phát thải khí nhà kính trong hệ thống cấp nước Đồng bằng Sông Cửu Long

Để xác định nguồn phát thải khí nhà kính từ hệ thống cấp nước, nghiên cứu thu thập, tổng hợp, phân tích dữ liệu của các đơn vị cấp nước vùng Đồng bằng sông Cửu Long sau đó tính toán lượng phát thải khí nhà kính và phân tích tiềm năng ứng dụng điện mặt trời cho một trường hợp cụ thể.

Top