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

4 công trình khoa học được vinh danh tại VINFUTURE 2025

4 công trình khoa học được vinh danh tại VINFUTURE 2025

Bốn công trình khoa học công nghệ xuất sắc được vinh danh tại VinFuture 2025 đã khẳng định nhất quán chủ điểm năm nay là “Cùng vươn mình – Cùng thịnh vượng”, thể hiện vai trò hợp tác khoa học xuyên biên giới để cùng giải quyết các thách thức toàn cầu về y tế, môi trường và sinh kế cho nhân loại.

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong hệ thống cấp nước tại Việt Nam: Cơ hội và thách thức

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong hệ thống cấp nước tại Việt Nam: Cơ hội và thách thức

Bài viết giới thiệu tổng quan về các kỹ thuật AI phổ biến đã được thực hiện trong các tác vụ khác nhau và tiềm năng ứng dụng trong quản lý nguồn nước cấp tại Việt Nam, cũng như thảo luận về những thách thức và giải pháp để triển khai công nghệ này một cách hiệu quả.

Bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn Nhà máy Xử lý nước thải Hồ Tây qua bãi lọc ngập nước

Bổ cập nước cho Hồ Tây từ nguồn Nhà máy Xử lý nước thải Hồ Tây qua bãi lọc ngập nước

Qua nhiều năm, chất lượng nước Hồ Tây có dấu hiệu suy giảm, một số chỉ số môi trường vượt giới hạn cho phép, đặc biệt trong mùa khô. Do đó, nhu cầu bổ cập nước cho Hồ Tây vào mùa khô nhằm cải thiện chất lượng nước là cần thiết và cấp bách.

Ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước Trường Đại học Xây dựng Hà Nội: Đồ án tốt nghiệp gắn với thực tiễn

Ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước Trường Đại học Xây dựng Hà Nội: Đồ án tốt nghiệp gắn với thực tiễn

Trong hai ngày 23 và 24/11/2025, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) phối hợp với Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Bình Dương và Công ty CP - Tổng công ty Nước - Môi trường Bình Dương (BIWASE) đã tổ chức thành công Lễ bảo vệ đồ án tốt nghiệp cho 39 sinh viên ngành Kỹ thuật Cấp thoát nước.

Văn hóa nước 26/11/2025
Đại học Trà Vinh đưa nước sạch đến từng mái nhà miền mặn

Đại học Trà Vinh đưa nước sạch đến từng mái nhà miền mặn

Năm 2025, câu chuyện nước sạch ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) tiếp tục đặt ra thách thức lớn khi xâm nhập mặn, hạn hán và suy giảm nguồn nước ngầm diễn ra sâu và kéo dài, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của hàng chục nghìn hộ dân.

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thủy triều đến chất lượng nước sông Sài Gòn bằng phương pháp phân tích thống kê

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thủy triều đến chất lượng nước sông Sài Gòn bằng phương pháp phân tích thống kê

Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của dao động thủy triều trong chế độ bán nhật triều đến các thông số chất lượng nước trên sông Sài Gòn bằng cách sử dụng dữ liệu lấy mẫu 24 giờ.

Phục hồi dòng chảy môi trường cho các sông nội đô thành phố Hà Nội

Phục hồi dòng chảy môi trường cho các sông nội đô thành phố Hà Nội

Các sông nội đô là sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Lừ và sông Sét gắn liền với lịch sử phát triển trên 1000 năm của Hà Nội, có ý nghĩa lớn về văn hóa, lịch sử và tâm linh của Thủ đô. Tuy nhiên sự phát triển đô thị đã làm cho nước bị ô nhiễm nặng, khả năng tiêu thoát nước mưa của các sông giảm sút,...

Những Người thầy ngành Nước: Sứ mệnh thầm lặng vì cộng đồng và môi trường

Những Người thầy ngành Nước: Sứ mệnh thầm lặng vì cộng đồng và môi trường

Trước thách thức từ biến đổi khí hậu, đô thị hóa và ô nhiễm môi trường, kỹ sư Cấp Thoát nước đóng vai trò then chốt trong bảo vệ nguồn nước. Phía sau họ là những giảng viên âm thầm truyền đạt tri thức, khơi dậy tinh thần trách nhiệm và nuôi dưỡng đam mê nghề nghiệp cho thế hệ kế tiếp.

Văn hóa nước 19/11/2025
KTS Trần Ngọc Chính: “Đã đến lúc đô thị Việt Nam bước lên bản đồ thế giới bằng trí tuệ và công nghệ của mình"

KTS Trần Ngọc Chính: “Đã đến lúc đô thị Việt Nam bước lên bản đồ thế giới bằng trí tuệ và công nghệ của mình"

Theo KTS. Trần Ngọc Chính, Chủ tịch Hội Quy hoạch phát triển đô thị Việt Nam, nguyên Thứ trưởng Bộ Xây dựng, sự góp mặt của đại đô thị biển Vinhomes Green Paradise Cần Giờ trong cuộc bình chọn toàn cầu “7 Kỳ quan đô thị tương lai” thể hiện sự trưởng thành của tư duy quy hoạch quốc gia và tầm vóc quốc tế của doanh nghiệp Việt.

Top