• Trưởng phòng: TS. Kiều Thị Quỳnh Hoa
• Địa chỉ: Phòng 501 -502, Nhà B4
• Điện thoại: 024 3756 2000     Fax: 024 3836 3144     
• E-mail: ktquynhhoa@ibt.ac.vn

Ngày 8/7/1993, Phòng Vi sinh vật dầu mỏ, Viện Công nghệ Sinh học, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (nay là Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam), gồm 5 cán bộ được thành lập theo quyết định 18/CNSH-QĐ. Tiền thân của phòng Vi sinh vật Dầu mỏ hiện nay là phòng Vi sinh vật dầu mỏ, Trung tâm nghiên cứu vi sinh vật, Viện Khoa học Việt Nam (1/7/1990), mà trước đó là nhóm nghiên cứu thuộc phòng Công nghệ vi sinh, Viện Sinh vật học, Viện Khoa học Việt Nam.

Những cán bộ trọng trách qua từng thời kỳ:

• 1990-2006: PGS.TS. Lại Thúy Hiền, Trưởng phòng

• 2006-2007: TS. Đặng Phương Nga, Phó trưởng phòng
• 2008-2009: PGS. TS. Trần Đình Mấn, phó Viện trưởng kiêm Phụ trách phòng
• 10/2009: TS. Nguyễn Thị Thu Huyền, phụ trách phòng
• 09/2010-4/2013: TS. Nguyễn Thị Thu Huyền, Phó trưởng phòng /Phụ trách phòng

 Từ khi thành lập đến nay, các đề tài, dự án được thực hiện tại phòng Vi sinh vật Dầu mỏ đã thu được nhiều kết quả có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn. Phòng đã thực hiện các nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng trong công nghiệp dầu khí, bảo vệ môi trường và năng lượng mới.

1. Khu hệ vi sinh vật trong giếng khoan dầu khí:

Khảo sát và phân tích hàng trăm mẫu nước vỉa, nước bơm ép, mẫu dầu lấy ở các độ sâu khác nhau (từ 3000-5000 m) thuộc các giàn khoan mỏ Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng. Kết quả cho thấy khu hệ vi sinh vật ở giếng khoan dầu khí Việt Nam rất đa dạng, các chi thường gặp ở đây là: Pseudomonas, Alcaligenes, Bacillus, Chromohalobacter, Nocardia, Diplococcus, Micrococcus, Rhodococcus, Lactobacillus, Thiobacillus, Clostridium, Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobacter, Desulfococcus. Ngoài ra, còn có các vi khuẩn tạo khí metan, khử nitrat, nấm mốc và một số vi khuẩn chưa được định tên. Trong số các chi đã được phân loại có một số loài chưa từng được công bố ở các giếng khoan trên thế giới như Desulfovibrio vietnamesis, Pseudonocardia alni, Chromohalobacter marismortui. Đây là những số liệu đầu tiên được nghiên cứu có hệ thống ở Việt Nam về vi sinh vật trong các giếng khoan dầu khí với độ sâu hàng nghìn mét trong lòng đất.

2. Khu hệ vi sinh vật trong nước biển

Đã tiến hành phân tích số lượng và thành phần vi sinh vật trong hàng trăm mẫu nước biển được lấy ở các độ sâu khác nhau theo toạ độ ở khu vực đảo Trường Sa lớn, Hải Phòng, Quảng Ninh, Thanh Hoá, Nghệ An, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Khánh Hoà, Bình Thuận, Vũng Tàu. Kết quả phân tích chứng tỏ tiềm năng to lớn của vi sinh vật hữu ích trong nước biển Việt Nam. Số lượng vi sinh vật hữu ích đặc biệt cao ở các vũng vịnh biển, đạt 106 CFU/ml. Trong số đó, có cả vi khuẩn chuyển hoá hợp chất hữu cơ, tạo chất hoạt hoá bề mặt sinh học, chuyển hoá kim loại nặng và các chất thải độc. Bằng các phương pháp phân loại truyền thống kết hợp với các phương pháp sinh học phân tử hiện đại (phân tích trình tự gen 16S, 18S, 26S rRNA, DGGE) đã xác định được những chi thường có mặt trong nước biển Việt Nam gồm: Acinetobacter, Pseudomonas, Alteromonas, Pseudoalteromonas Rheinheimera, Flavobacterium, Bacillus, Janibacter, Sphingomonas, Ochrobactrum, Rhodopirellula, Marinomonas, Microscilla, Brevibacterium, Cycloclasticus, Candida, Rhodotorula, Cladosporium, Penicillium, Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrococcus, Aeromonas, Lactobacillus, Vibrio, Desulfovibrio, Desulfobacter...

3. Vi sinh vật phục vụ khai thác dầu khí:

Phòng vi sinh vật dầu mỏ đã thực hiện một số đề tài về sinh tổng hợp polyme sinh học (POM) bằng vi sinh vật và đã thu được những kết quả có giá trị (đề tài cấp nhà nước 08/91-HĐKHCN, KC 06-14). Các sản phẩm Biovis 2 và polysaccarit chịu nhiệt (POM to) được tạo ra từ quá trình lên men chủng Leuconostoc VĐ 2. Xanthomonas 10X, Alcaligenes Đ38 trên nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, các POM này có khả năng chịu nhiệt độ cao (120-125oC), khả năng chống thoát nước cho dung dịch khoan rất tốt, tương đương sản phẩm được nhập khẩu từ nước ngoài. Phụ gia diệt khuẩn trong chế phẩm Biovis 2 được tận dụng từ quá trình chưng cất tinh dầu tràm có tác dụng chống thối rữa và tăng thời gian sử dụng của dung dịch khoan. Đã xây dựng được qui trình sản xuất Biovis 2 với qui mô 8 tấn/năm.

Công nghệ khai thác dầu thứ cấp bằng vi sinh vật đã được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước có nền công nghiệp dầu khí phát triển, còn tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu nào thực hiện phương pháp này. Qua việc phân tích các mẫu nước lấy từ các giếng khoan không còn khả năng tự phun ở mỏ Bạch Hổ, đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (1996-1998) đã xác định được số lượng vi sinh vật hữu ích có khả năng làm tăng hiệu suất khai thác dầu ở từng giếng khoan dự kiến thử nghiệm. Đồng thời phân lập và tuyển chọn những chủng có hoạt tính cao về khả năng tạo chất hoạt hoá bề mặt sinh học, tạo khí ở điều kiện áp suất cao và nhiệt độ cao (260 atm, 110oC). Kết quả thử nghiệm đánh giá sự hoạt động của vi khuẩn lựa chọn trên mô hình vỉa Mioxen (100 atm, 110oC) và Oligoxen (100 atm, 130oC) cho biết dưới tác động của vi sinh vật, hệ số đẩy dầu ở các mô hình thí nghiệm tăng 1,5 đến 3% so với đối chứng đẩy dầu bằng nước biển. Trên cơ sở kết quả thu được đã xây dựng và vận hành thành công qui trình ứng dụng vi sinh vật nâng cao hiệu suất khai thác dầu thứ cấp bằng vi sinh vật cho tầng sản phẩm Mioxen. Kết quả thử nghiệm tại giàn khoan số 1 mỏ Bạch Hổ (10/1998) của đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam và hợp đồng 35/96 VSP5 cho thấy hiệu suất khai thác ở các giếng khoan thử nghiệm đều tăng, đặc biệt tăng 250% ở giếng khoan 38 so với trước khi sử dụng phương pháp vi sinh vật. Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam đã thử nghiệm thành công phương pháp khai thác dầu thứ cấp bằng vi sinh vật.

4. Hạn chế vi sinh vật gây hại trong quá trình khai thác dầu khí:

Kiểm soát số lượng và hạn chế tác hại của vi khuẩn KSF trong các giếng khoan dầu khí là mục tiêu của các hợp đồng giữa Viện Công nghệ Sinh học (Phòng Vi sinh vật dầu mỏ) và XNLD Vietsovpetro (XN Khai thác dầu khí) từ năm 1993 tới nay. Để duy trì áp suất vỉa khai thác dầu và bù năng lượng vỉa, hàng ngày các công ty dầu khí phải bơm vào giếng khoan hàng trăm mét khối nước biển. Nước biển không qua xử lý bơm vào giếng sẽ gây ăn mòn đường ống và thiết bị khai thác dầu dẫn đến giảm tuổi thọ giếng khoan, chi phí sửa chữa giếng cao và gây hậu quả rất khó lường. Nguyên nhân gây ăn mòn kim loại trong điều kiện kị khí của các giếng khoan chủ yếu đều do vi khuẩn KSF gây ra. Số lượng vi khuẩn KSF nhiệt độ cao ở các giếng khoan khai thác, giếng bơm ép lên tới 105-106 tế bào/ml ở điều kiện 70oC, vi khuẩn này phát triển nhanh hơn ở 30-35oC. Hàm lượng H2S sinh ra do các chủng phân lập từ tầng móng lên tới 255 mg/l. Kết quả thí nghiệm mô hình vỉa với một số chủng đại diện từ tầng móng và oligoxen năm 2000 cho thấy vi khuẩn KSF chính là nguồn gốc sinh hoá tạo H2S trong các giếng khoan mỏ Bạch Hổ, Vũng Tàu. Cho đến nay, phương pháp phù hợp nhất nhằm hạn chế và loại trừ vi khuẩn gây ăn mòn kim loại và xử lý nước biển bằng chất diệt khuẩn trước khi bơm ép vào giếng. Từ kết quả thí nghiệm hơn 100 chất diệt khuẩn lên hỗn hợp vi khuẩn KSF phân lập từ giếng khoan đã chọn được một số chất có khả năng hạn chế sự phát triển và sự tạo thành H2S của các vi khuẩn này. Bản chất hoá học của các chất diệt khuẩn có hiệu quả đôưi với vi khuẩn KSF ở khu vực này là hỗn hợp aldehyde. Chính những kết quả này là cơ sở đưa ra công nghệ diệt vi khuẩn KSF trong các giếng khoan dầu khí và đã được ứng dụng trong thực tế khai thác dầu ở nước ta từ hơn 15 năm qua. Đến nay, công nghệ diệt vi khuẩn KSF do Phòng Vi sinh vật dầu mỏ đưa ra vẫn đang được áp dụng trong thực tế, mặc dù xử lý bằng chất diệt khuẩn chưa phải là biện pháp tối ưu.

5. Lĩnh vực bảo quản và sử dụng sản phẩm dầu mỏ

Phòng cũng có nhiều đề tài và hợp đồng triển khai trong lĩnh vực bảo quản và sử dụng các sản phẩm dầu mỏ như xăng, diezen, dầu nhờn, nhiên liệu máy bay. Sự tồn tại của vi sinh vật trong xăng dầu đặc biệt là nhiên liệu máy bay phản lực là nguyên nhân và nguy cơ gây tắc màng lọc nhiên liệu bay, dẫn đến sự cố gây mất an toàn trong quá trình sử dụng nhiên liệu.

Trong điều kiện nhiệt đới của nước ta, việc nghiên cứu vi sinh vật trong nhiên liệu máy bay là cấp bách vì ở điều kiện này khả năng loại bỏ hoàn toàn lượng nước ra khỏi nhiên liệu là không thể được. Thực tế đã chứng minh cứ 1 tấn nhiên liệu có 100 ml nước được hoà tan – đó là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Kết quả phân tích vi sinh vật trong hàng trăm mẫu nhiên liệu máy bay TC1, JetA1, xăng, diezen, dầu nhờn lấy từ các kho chứa từ Quảng Ninh, Hải Phòng, Nội Bài, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh, Vũng Tàu và các loại máy bay đang được sử dụng tại Việt Nam cho thấy số lượng vi sinh vật thường có trong nhiên liệu bay từ 101-104 tế bào/ml, đặc biệt cao ở mẫu có vết nước 106 tế bào/ml nhiên liệu; 108-109 ở diezen, dầu nhờn. Hệ vi sinh vật trong xăng dầu nói chung và trong nhiên liệu máy bay nói riêng cũng rất phong phú. Các chi thường gặp trong nhiên liệu máy bay là: Pseudomonas, Bacillus, Mycobacterium, Staphylococcus, Streptococcus, Micrococcus, Lactobacillus, Clostridium, Spirillum, Candida, Rhodotorula, Streptomyces, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, Paecylomyces. Đôi khi ta còn gặp Thiobacillus, Desulfovibrio, Desulfotomaculum. Từ những hiểu biết về vi sinh vật trong nhiên liệu đã tìm được phụ gia diệt khuẩn phù hợp, hạn chế tác hại của chúng trong nhiên liệu TC1, JetA1. Các chất diệt khuẩn thường dùng hiện nay là Katon EP 1.5 hoặc Biobor JF với nồng độ 135-270 ppm. Đó là một số kết quả nghiên cứu và triển khai khoa học kỹ thuật vào thực tế bảo quản và sử dụng nhiên liệu của đề tài cấp cơ sở và hàng chục hợp đồng với các đơn vị cung ứng và quản lý chất lượng nhiên liệu bay như: Tổng công ty Hàng không Việt Nam, Công ty Xăng dầu Hàng không Vinapco, Xí nghiệp bảo dưỡng máy bay A76 từ năm 1997 đến nay.

6. Ứng dụng vi sinh vật trong xử lý ô nhiễm dầu mỏ

Tại Việt Nam, nền công nghiệp dầu khí đang phát triển mạnh mẽ, sản lượng khai thác ngày càng tăng, đem lại cho Quốc gia nguồn thu ngoại tệ lớn. Các hoạt động khai thác dầu được tiến hành trên biển, không tránh khỏi những sự cố ô nhiễm dầu.Thực tế ô nhiễm do dầu mỏ đã đặt ra vấn đề cấp thiết đòi hỏi và thúc đẩy sự phát triển nhiều giải pháp kỹ thuật. Qua những bằng chứng thực nghiệm đã chứng minh hiệu quả cao của sự kết hợp các biện pháp cơ học, vật lý, hoá học và sinh học để xử lý ô nhiễm dầu. Trong đó, phương pháp xử lý bằng phân huỷ sinh học đóng vai trò chủ chốt của quá trình xử lý. Phương pháp xử lý sinh học có ưu điểm hơn hẳn các phương pháp khác là không những giúp làm sạch môi trường mà còn giữ cho môi trường sự cân bằng sinh thái. Số lượng vi sinh vật phân huỷ dầu rất cao tại các vùng ven biển có tàu bề qua lại 104-106 tế bào/g cát. Đó chính là nhân tố tự làm sạch khi xuất hiện sự cố ô nhiễm. Kết quả thử nghiệm xử lý ô nhiễm dầu thô tại bãi biển Nha Trang (1999-2000) và xử lý vụ tràn 900 tấn DO tại Vũng Tàu (09/2001) cho thấy khả năng phân huỷ dầu của vi khuẩn nội tại đạt 75%. Nếu được bổ sung nguồn nitơ, và phốtpho thì khả năng phân huỷ dầu tăng lên 86%. Trường hợp bổ sung thêm chế phẩm chất hoạt hoá bề mặt sinh học có thể xử lý hoàn toàn dầu ô nhiễm sau 1 tháng thử nghiệm với khả năng phân hủy dầu lên tới 9-100%.

7. Sản xuất các chế phẩm vi sinh xử lý nước các ao nuôi tôm

Từ các vi sinh vật hữu ích nội tại được phân lập từ chính các ao nuôi tôm như: Nitrosomonas sp., Nitrobacter sp., Bacillus subtilis, Oceanimonas denitrificans, Lactobacillus buchneri, Bacillus sp., Lactococcus lactis đã tiến hành cố định chúng trên hạt zeolit. Tạo 4 chế phẩm (CNSH-HP, CNSH-NC, Nitrobact 1 và 2) cung cấp cho các xã Trường Giang, Nông Cống, Thanh Hoá, thị trấn Sịa, Quảng Điền, Thừa Thiên Huế, HTX NTTS Hoằng Hoá, Thanh Hoá, Công ty CP Phát triển NTTS Phú Vang, Thừa Thiên Huế. Đã thử nghiệm so sánh 4 loại chế phẩm tự tạo đó với các loại chế phẩm sinh học đang lưu hành trên thị trường tại 10 hồ nuôi tôm (Quảng Điền, Phú Vang) và 12 ha tại 2 khu nuôi tôm công nghiệp Nông Cống và Hoằng Hoá. Kết quả thử nghiệm cho thấy, các hồ thử nghiệm chế phẩm ở Thừa Thiên Huế đã tăng năng suất từ 30-35%, tại Thanh Hoá năng suất đã tăng gấp 2-3 lần so với hồ đối chứng.

Ngoài công tác nghiên cứu khoa học, phòng còn đẩy mạnh công tác triển khai.

1. Chuyển giao công nghệ xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng

Xây dựng hệ thống xử lý nước thải khu công nghiệp cơ khí đúc kim loại xã Yên Xá, huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định. Chuyển giao công nghệ cho khu công nghiệp xã Yên Xá huyện Ý Yên tỉnh Nam Định – Qui mô 100 m3/ngày đêm.

2. Xây dựng qui trình sản xuất chế phẩm sinh học xử lý nước nuôi tôm

Sản xuất thử chế phẩm sinh học CNSH-TH1 và CNSH-TH2 xử lý nước đảm bảo môi trường nuôi tôm công nghiệp tại Thanh Hoá. Chuyển giao công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học từ vi khuẩn hữu ích, ứng dụng xử lý nước nuôi tôm (6-10 tấn/vụ).

Bên cạnh đó, phòng còn tham gia công tác đào tạo

Phòng đã và đang hướng dẫn nhiều nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên thực tập thuộc các trường đại học và viện nghiên cứu.

- Đã hướng dẫn chính 1 nghiên cứu sinh bảo vệ thành công luận án tiến sỹ và tạo điều kiện để 5 nghiên cứu sinh làm luận án Tiến sĩ ở nước ngoài (Nhật, Đức, Philipine). Hiện nay phòng đang hướng dẫn chính và phụ cho 2 nghiên cứu sinh của trường ĐH KHTN, ĐH Quốc gia Hà Nội và Viện Công nghệ Sinh học.

- Đã hướng dẫn 17 thạc sỹ thuộc các trường ĐH KHTN, ĐH Quốc gia Hà Nội; viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật; ĐH Khoa học - ĐH Huế.

- Đã đào tạo 51 sinh viên tốt nghiệp ĐH thuộc các trường ĐH KHTN, ĐH Quốc gia Hà Nội; ĐH Bách khoa Hà Nội; viện ĐH Mở Hà Nội; ĐH dân lập Hải Phòng; ĐH Nông nghiệp Hà Nội, ĐH Nha Trang, ĐH Lâm nghiệp. 

- Các cán bộ của phòng còn tham gia giảng dạy cao học tại các cơ sở đào tạo thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội và Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật.

- Đào tạo ngắn hạn các cán bộ kĩ thuật của công ty Xăng dầu Hàng không Việt Nam (Vinapco) sử dụng bộ kít MicrobMonitor2 để phát hiện và xác định số lượng vi sinh vật trong các mẫu nhiên liệu hàng không (9/2007).