Vi khuẩn ‘ăn kim loại’ – Phát hiện mới giúp ‘xanh hóa’ ngành khai khoáng

Những “ extremophile” – sinh vật có thể sống trong môi trường khắc nghiệt khi bị bỏ đói có thể “ăn” hết một chiếc đinh chỉ trong vòng 3 ngày.

Một nhà khoa học tại Chile đã phát hiện ra điều này và đang tiến hành các thử nghiệm chuyên sâu, với hy vọng vi khuẩn “ăn kim loại” sẽ có thể giúp “xanh hóa” ngành công nghiệp khai khoáng.

Nhà công nghệ sinh học người Chile Nadac Reales cho thấy một chiếc đinh và đinh vít bên trong một cái lọ có vi khuẩn ăn kim loại trong phòng thí nghiệm của cô tại một công trường khai thác ở Antofagasta. Ảnh: AFP

Nhà khoa học trẻ (33 tuổi) trong lĩnh vực công nghệ sinh học Nadac Reales đã ấp ủ ý tưởng này từ khi còn là một sinh viên đại học. Cô đã thực hiện các thử nghiệm đặc biệt của mình tại một phòng thí nghiệm ở Antofagasta – thị trấn công nghiệp cách thủ đô Santiago 1.100 km về phía Bắc – cùng 3 cộng sự khác.

Cô cho biết: “Tôi nhận ra rằng có nhiều nhu cầu khác nhau trong ngành khai khoáng, chẳng hạn như đối với các chất thải kim loại. Một số chất thải kim loại có thể được tái chế tại các nhà máy luyện kim, nhưng nhiều kim loại khác thì không thể làm vậy”.

Chile là nước sản xuất đồng lớn nhất thế giới. Ngành khai thác đồng đóng góp tới 15% Tổng sản phẩm quốc nội (GDP) của nước này, nhưng cũng phát sinh rất nhiều chất thải gây ô nhiễm môi trường.

Trong nghiên cứu của mình, cô Reales – Giám đốc điều hành công ty tư nhân Rudanac Biotec – đã tập hợp các vi khuẩn oxy hóa sắt có tên là Leptospirillum, đồng thời chiết xuất vi khuẩn từ suối nước nóng Tatio nằm ở độ cao 4.200 mét trên mực nước biển, cách Antofagasta khoảng 350 km.

Cô cho biết: “Vi khuẩn sống trong môi trường axit thực tế không bị ảnh hưởng bởi nồng độ tương đối cao của hầu hết các kim loại. Trong những thí nghiệm ban đầu, vi khuẩn mất hai tháng để ăn một chiếc đinh. Nhưng khi bị bỏ đói, chúng phải thích nghi và tự tìm cách kiếm ăn. Sau hai năm thử nghiệm, tốc độ ăn kim loại của chúng đã tăng lên rõ rệt, vi khuẩn chén sạch một chiếc đinh chỉ trong ba ngày”.

Reales khẳng định “các thử nghiệm hóa học và vi sinh” đã chứng minh vi khuẩn “ăn kim loại” không gây độc hại cho con người hoặc môi trường. Sau khi quá trình ăn mòn hoàn tất, những gì còn lại là một cặn lỏng màu đỏ. Cô cho biết: “Sau khi tích hợp sinh học, sản phẩm được tạo ra (chất lỏng nêu trên) có thể cải thiện việc thu hồi đồng trong một quá trình gọi là luyện kim thủy lực”. Về cơ bản, cặn lỏng có thể được sử dụng để chiết xuất đồng từ đá một cách bền vững hơn so với việc sử dụng hóa chất trong quá trình rửa trôi hiện nay.

Theo Reales, nghiên cứu này cho thấy khai thác xanh là điều “hoàn toàn khả thi”. Đó là mối quan tâm lớn đối với các công ty khai khoáng, khi họ có thể sử dụng phương pháp này để cải thiện khai thác trên quy mô lớn đối với đồng hoặc các khoáng chất khác, song song với việc giảm thiểu mức độ gây ô nhiễm từ những hoạt động này – vốn là một quy định mà họ phải tuân thủ theo luật pháp.

Cộng sự của cô – nhà sinh vật học Drina Vejar cũng tự tin rằng: “Chúng tôi nhìn thấy rất nhiều tiềm năng trong dự án này. Dự án đã vượt qua một bài kiểm tra quan trọng trong phòng thí nghiệm. Nghiên cứu này thực sự cần thiết ở thời điểm hiện tại, khi chúng ta phải lên kế hoạch cho một sự phát triển bền vững, đặc biệt là ở tất cả các thành phố có nhiều ngành nghề gây ô nhiễm”.

Reales đã gửi yêu cầu cấp bằng sáng chế quốc tế đối với nghiên cứu nói trên. Nhưng điều quan trọng hơn cả, cô hy vọng phát hiện của mình sẽ giúp giảm thiểu chất thải kim loại đang gây tổn hại cảnh quan ở các khu vực khai thác tại Chile. Các công ty khai khoáng cũng đã bày tỏ sự quan tâm đối với nghiên cứu này.