Dựa trên công nghệ máy học, nhóm nghiên cứu tại Đại học Sài Gòn đã thiết kế thành công giải pháp phân tách hoàn toàn tự động ảnh não chụp cộng hưởng từ, qua đó giúp bác sỹ có thể nhanh chóng chuẩn đoán và đưa ra phương án điều trị cho bệnh nhân.

Ảnh y khoa là các hình ảnh kỹ thuật tiếp cận trực quan đến cấu trúc phức tạp bên trong cơ thể, để bác sĩ có thể đánh giá các chức năng của chúng mà không cần xâm nhập, qua đó hỗ trợ việc chẩn đoán và điều trị bệnh nhân một cách chính xác. 

Trong đó, chụp cộng hưởng từ (MR) là phương pháp tiên tiến và được sử dụng rộng rãi  bởi ưu điểm về độ tương phản rõ rệt giữa các loại mô như mô mềm, dịch trong tổn thương, có giá trị trong chẩn đoán các tổn thương của phần mềm, hệ thống mạch máu, hệ thống thần kinh.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tập trung phát triển các công cụ hỗ trợ về phân đoạn ảnh não và trích xuất các vùng trong ảnh não MR 3D tự động để có thể hỗ trợ chẩn đoán nhanh một số bệnh về não. Tuy nhiên, các công cụ này cũng gặp nhiều khó khăn trong việc trích xuất các vùng trong não do ảnh hưởng bởi nhiễu, các thành phần khác trong não.

Ảnh minh hoạ tách hộp sọ sử dụng các phương pháp học sâu phổ biến.

Hiểu được những thách thức từ những công cụ hiện có, cũng như đáp ứng mong muốn cải thiện chất lượng trong xử lý ảnh MRI bằng công nghệ máy học, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Sài Gòn đã tiến hành nghiên cứu và hoàn thành nhiệm vụ khoa học công nghệ “Trích xuất tự động vùng chất xám, vùng chất trắng và vùng dịch não từ ảnh não MRI”. 

Cụ thể hơn, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu việc phân đoạn não, sau đó trích xuất các vùng bên trong não như vùng chất trắng, vùng chất xám và vùng dịch tủy não để hỗ trợ chẩn đoán bệnh Alzheimer.

Sau quá trình nghiên cứu, nhóm đã hoàn thiện và xây dựng thành công giải pháp ứng dụng máy học dựa trên nền tảng UNET 3D với kết quả tốt hơn, đồng thời đề xuất các thuật toán phân vùng não và các chất trong não từ ảnh MR não ba chiều để hỗ trợ chẩn đoán bệnh. 

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn cung cấp phần mềm hỗ trợ trích xuất 3 vùng WM, GM và CSF với đầu vào là ảnh MR 3D não, và cho kết quả đầu ra là ảnh các vùng trong não. Bằng cách này, giải pháp có thời gian trích xuất các thành phần tối đa chỉ 120 giây/bệnh nhân, qua đó giúp bác sỹ trong việc phân tích, theo dõi và điều trị các bệnh liên quan đến não. 

Phân tích não từng lát cắt 2D để “dạy” AI

Theo PGS. TS Phạm Thế Bảo, chủ nhiệm triển khai đề tài, Trong ảnh MR não có nhiều vùng quan trọng, cần thiết cho công việc chẩn đoán các bệnh liên quan đến não như vùng Trắng (White Matter - WM), vùng Xám (Gray Matter – GM), dịch não tuỷ (Cerebrospinal Fluid), vùng Đồi thị (Thalamus), hạch Hạnh nhân (Amygdala)…

Trong đó, nhóm nghiên cứu tập trung vào phân vùng 3 chất quan trọng là WM , GM và CSF từ ảnh cộng hưởng từ ba chiều (MRI 3D), bởi đây là các vùng có mối liên hệ mật thiết khi chẩn đoán bệnh Alzheimer, mất trí, bệnh lú lẫn... Bên cạnh đó, cũng theo lời đại diện nhóm nghiên cứu, ngày nay có rất nhiều bệnh nhân bị tử vong vì các bệnh liên quan đến hệ thần kinh như u não, bệnh Alzheimer, bệnh Dementia…

"Theo tổ chức Alzheimer’s Disease International, có gần 44 triệu người bị mắc bệnh Alzheimer, bệnh dementia trên thế giới. Và mỗi ngày có gần 700 người bị chẩn đoán u não", PGS. TS Phạm Thế Bảo nhấn mạnh, "Do đó nếu được phát hiện sớm sẽ giúp việc hỗ trợ phòng ngừa và điều trị bệnh nhân được hiện quả hơn".

Ảnh cắt lát và ba thành phần bên trong ảnh não sau khi tách hộp sọ.

Thông qua tìm hiểu kiến thức chuyên sâu về các công cụ hỗ trợ đã có, nhóm nghiên cứu đã đề xuất nhiều giải pháp khác nhau nhằm có thể phân tích tối đa phân vùng các chất trong ảnh MRI 3D, đồng thời phát triển một phương pháp riêng dựa trên công nghệ học sâu UNET. 

Tổng quan về phương pháp đề xuất phân vùng ba đối tượng trong não từ ảnh não trên MRI

“Với những ưu điểm của mô hình UNET, chúng tôi tiếp tục phát triển và cải tiến phương pháp khảo sát, phân tích để tăng độ chính xác khi phân tách các thành phần trong não”, PGS. TS. Phạm Thế Bảo cho biết.

Cụ thể, trong phân vùng các chất trong não, nhóm nghiên cứu hoàn thiện đầu vào của mô hình phân vùng, bao gồm sự kết hợp của hình ảnh gốc và các đặc trưng từ mô hình 3D CNN (Convolutional Neural Network) thu nhỏ. Mô hình 3D CNN thu nhỏ này có chứa mối quan hệ giữa các lát cắt. Bên cạnh đó, nhóm cũng sử dụng một mô-đun có chức năng tìm ra vùng có xác suất dự đoán thấp, từ đó tiếp tục phân vùng để cải thiện kết quả.

Ảnh minh hoạ mô hình tăng cường dữ liệu ảnh

Từ mô hình 3D CNN, nhóm áp dụng UNET làm mô hình ban đầu. Sau khi áp dụng mặt nạ tách hộp sọ tương ứng có trong cơ sở dữ liệu, các lát cắt 2D được sử dụng làm đầu vào cho CNN và ba mô não, mô WM, GM và CSF, được phân vùng thành đầu ra của CNN.

Kết quả cho thấy, đối với phân đoạn WM, độ chính xác của phương pháp của nhóm và U-Net là như nhau (0,92) do đặc trưng trên lát cắt 2D và 2 lát cắt liền nhau khi sử dụng phương pháp này vẫn không đủ để tăng cường độ chính xác

Đối với phân đoạn GM, kết quả cho phương pháp của nhóm (mức 0,92) tốt hơn so với kết quả phân đoạn của các phương pháp khác (mức 0,91). Kết quả này là do thành phần phát hiện biên và phát hiện đối tượng nhỏ phát hiện chính xác hầu hết điểm ảnh sai, nằm trên đường biên giữa các mô GM và CSF. Do đó, độ chính xác của phân đoạn CSF của phương pháp đề xuất cũng tốt hơn cho so với các phương pháp khác.

Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả nghiên cứu của nhóm cho các số liệu tốt hơn so với các phương pháp khác nhờ vào hình ảnh gốc kết hợp với dự đoán từ mô hình 3D thu nhỏ là đầu vào cho mô hình CNN thứ hai để phân vùng. Cách thức này cho phép mô hình tiếp nhận nhiều đặc trưng hơn.

“Ưu điểm của mô hình của chúng tôi là có sử dụng mối quan hệ giữa các lát cắt để phân vùng và có nhiều dữ liệu để huấn luyện hơn so với mô hình 3D ban đầu, không sử dụng augmentation để tăng thêm dữ liệu”, PGS. TS Phạm Thế Bảo cho biết.

Từ nghiên cứu trên, nhóm tiếp tục xây dựng phần mềm hỗ trợ  trích xuất 3 vùng WM,  GM và CSF từ ảnh MRI. Qua đó, từ các thành phần đã trích xuất, bác sĩ có thể sử dụng để xem trực tiếp và chẩn đoán bệnh Alzheimer một cách trực quan.

Giao diện trang chủ ứng dụng nền tảng web.

Theo đó, khi truy cập ứng dụng, người dùng nhập dữ liệu đầu vào là ảnh MRI 3D, sau đó có thể chọn chức năng tách hộp sọ để có kết quả là MRI chỉ chứa vùng não. Với ảnh sau khi phân vùng não, ứng dụng có thể trích xuất 3 vùng WM, GM và CSF. 

"Ứng dụng cũng hiện minh họa một số lát cắt ở giữa theo trục axial. Để xem toàn ảnh MRI, người dùng có thể tải hình ảnh về máy", báo cáo được nhóm nghiên cứu trình bày tại hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ nêu rõ.

Có thể khẳng định rằng, kết quả của nhiệm vụ khoa học công nghệ do nhóm chuyên gia tại Đại học Sài Gòn thực hiện và được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu trong năm 2021 đã mở ra một hướng tiếp cận hoàn toàn mới, hiệu quả cho công tác thăm khám, chẩn đoán và điều trị nhiều chứng bệnh liên quan đến não, đặc biệt là chứng Alzheimer. Được biết, cùng với nhiệm vụ khoa học công nghệ nói trên, nhóm tác giả đã công bố 3 bài báo khoa học quốc tế và đào tạo 1 thạc sỹ chuyên ngành khoa học máy tính với luận văn tốt nghiệp "Phân đoạn vùng chất trắng, chất xám và vùng dịch não bằng phương pháp học sâu".

Nhiệm vụ đề xuất những giải pháp quy hoạch và kiến trúc khu dân cư nhằm ứng phó với tình trạng ngập lụt do biến đổi khí hậu, nước biển dâng tại TP.HCM.

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang diễn ra ngày càng mạnh mẽ trên thế giới. Tại TP.HCM, các khu vực có đặc trưng là vùng trũng thấp và sông ngòi chằng chịt như hai huyện Nhà Bè và Cần Giờ đang chịu ảnh hưởng nặng nề do BĐKH, thêm vào đó là tình trạng nước biển dâng (NBD) gây xâm nhập mặn, sạt lở đất, ngập lụt xảy ra thường xuyên.

Đáng chú ý hơn, hiện tượng ngập lụt gây hư hỏng các công trình dân sinh, nhất là nhà ở của người dân, ảnh hưởng nghiêm trọng tới đời sống do không thể “an cư lạc nghiệp”. Điển hình là tuyến đường Lê Văn Lương (huyện Nhà Bè), có chiều rộng khá hẹp và vỉa hè ngắn, dù đã được nâng cấp hệ thống cống rãnh thoát nước nhưng tốc độ nước dâng rất nhanh, gây ngập úng khi triều cường xảy ra, ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông và sinh hoạt của người dân.

Tình trạng ngập lụt thường xuyên được ghi nhận trên tuyến đường Lê Văn Lương, huyện Nhà Bè (ảnh tư liệu)

Trước thực tế đó, sau 2 năm tiếp nhận, nhóm nghiên cứu tại Đại học Tôn Đức Thắng (do kiến trúc sư Ngô Lê Minh làm chủ nhiệm) đã hoàn thành nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Đánh giá tác động của ngập lụt do biến đổi khí hậu đến nhà ở tại khu vực Nhà Bè, Cần Giờ (TP.HCM), và đề xuất giải pháp quy hoạch và kiến trúc nhằm ứng phó”. Đây là nhiệm vụ khoa học được giới chuyên gia và cơ quan quản lý nhà nước nhận định là rất cần thiết và cấp bách, xuất phát từ nhu cầu bảo vệ cuộc sống người dân, đưa ra các giải pháp quy hoạch và kiến trúc khu dân cư (KDC) hướng tới sự tồn tại và phát triển bền vững trong tương lai. Từ đó, phát huy tiềm năng to lớn về kinh tế công nghiệp biển, du lịch sinh thái nghỉ dưỡng ở địa phương, thực hiện Nghị quyết số 24 Hội nghị lần 7 của Ban chấp hành Trung ương khóa XI về “Chủ động ứng phó BĐKH, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường”.

Để giải quyết tình trạng ngập úng ở huyện Nhà Bè, nhóm nghiên cứu đề xuất áp dụng giải pháp sử dụng vỉa hè thẩm thấu nước kết hợp mảng xanh và hồ điều hòa tăng khả năng thoát nước cho khu dân cư, do khả năng thẩm thấu vào đất của nước mưa, lũ đối với đất đô thị trung bình chỉ bằng 1/5 so với đất cây xanh tự nhiên. Cụ thể, trong hồ sơ cấp phép quy hoạch, mọi dự án xây dựng và phát triển đô thị đều phải thể hiện vị trí của dự án trên bản đồ vùng có nguy cơ ngập lụt (chủ yếu dọc theo các dòng sông). Các công trình, khu đất nằm trong vùng có nguy cơ ngập lụt đều bị hạn chế phát triển và bắt buộc có những biện pháp phòng lụt khi cải tạo công trình. Gia tăng không gian cho mặt nước và cây xanh tự nhiên không chỉ làm giảm nguy cơ ngập lụt mà còn tạo cảnh quan cho đô thị. Gia tăng không gian cho nước còn là giải pháp bền vững hơn khi không làm biến đổi dòng chảy đột ngột như xây đập, đắp đê hay tôn nền công trình.

Thiết kế vỉa hè thẩm thấu nước

Một giải pháp khác được nhóm nghiên cứu đề xuất là tạo mương sinh học và tuyến thẩm thấu. Mục đích là xây dựng hệ thống thu nước ngầm trong lòng đất, bên dưới những tuyến đường giao thông và không gian xanh tự nhiên. Khi bị ngập, nước tràn trên mặt đường và sẽ được dẫn hướng chảy qua vỉa hè, đến một hệ thống lọc tự nhiên, hay còn gọi là mương sinh học. Mương sinh học có độ dốc nhỏ từ 1-5%, và được bao phủ bởi các lớp cỏ cây, thảm thực vật hoặc phân hữu cơ. Dòng chảy của mương sinh học được thiết kế nông và rộng, nhằm tối ưu hóa việc thẩm thấu nguồn nước bề mặt. Đáy của mỗi mương sinh học được thiết kế chứa nhiều đá và cát để tăng cường khả năng thấm hút. Khi có mưa, phần lớn nước thấm qua các kẽ gạch xuống lớp cát đá bên dưới, rồi chảy xuống cống để thoát ra kênh rạch, nước tiêu thoát rất nhanh, giúp giảm thiểu tối đa tình trạng ngập do triều cường.

Cấu tạo mương sinh học và tuyến thẩm thấu

Các giải pháp kiến trúc kể trên đều nhằm mục đích tạo ra những không gian trống có khả năng tạm thời trữ nước khi có hiện tượng ngập do triều cường, hướng đến việc tìm đường cho nước thoát, để nước xâm nhập vào khu vực có dân cư theo cách có thể kiểm soát được, từ đó chủ động chống ngập. Theo tính toán, mỗi một ngôi nhà có diện tích 50m2, nếu đào sâu bên dưới sàn nhà khoảng 1m để thi công bể chứa tạm thời khi nước dâng lên thì lượng nước thu được sẽ vào khoảng 50m3 nước/mỗi nhà. Nhân rộng ra cho những ngôi nhà khác, sẽ lưu trữ được hàng ngàn mét khối nước. Bên cạnh đó, kết hợp với việc đào các mương thoát nước nhân tạo trong các sân vườn, men theo vỉa hè, các trục đường giao thông, thì khi có triều cường thì hệ thống “tạo chỗ cho nước” này sẽ thu được một lượng nước đáng kể góp phần làm giảm ngập. Phần nước thu được sẽ được xử lý bởi hệ thống ống ngầm để thoát trở lại các kênh rạch hoặc theo sông lớn ra biển khi hiện tượng ngập cực đoan trôi qua.

Tiến sỹ Ngô Lê Minh cho biết, về giải pháp tổng thể về kiến trúc ứng phó với ngập lụt huyện Cần Giờ, tuy đê kè và tường chắn hiện nay ở các mũi đất có tác dụng bảo vệ bờ biển khỏi lũ lụt, nhưng tình trạng NBD đòi hỏi có các giải pháp mới linh hoạt điều chỉnh theo mực nước đang dần dâng cao, vì đê kè không thể vươn lên mãi theo mực NBD (dự báo cao thêm 1m vào cuối thế kỷ 21). Theo đó, biện pháp khả thi có thể thực hiện được là mở rộng dòng chảy của sông rạch, đồng thời tiến hành nạo vét tăng cường độ sâu để có thể chứa nhiều nước hơn. Các con sông, kênh rạch được mở rộng sẽ thuận theo địa hình và dòng chảy tự nhiên, giúp lượng nước lưu thông dễ dàng, thoát nước nhanh và phù hợp với cảnh quan tự nhiên chung của khu vực. Với địa hình chằng chịt các con sông lớn nhỏ, diện tích đất dự trữ còn rất nhiều thì phương án này sẽ tỏ ra hiệu quả đáng kể.

Hơn nữa, một khối lượng lớn đất dôi ra sau quá trình nạo vét có thể được tận dụng để bồi đắp lên những khu vực đất trũng, từ đó, cao độ đất nền xây dựng sẽ được gia tăng đáng kể. Giải pháp này mang lại hiệu quả kép cho Cần Giờ trong việc tổ chức mô hình cư trú thích ứng NBD.

Để có thể “sống chung với ngập lụt” do ngập nặng, nhóm nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển quy hoạch kiến trúc nhà ở theo tuyến cho KDC nội thị xã Bình Khánh (Cần Giờ). Các tuyến được tổ chức chạy dọc theo mép bờ sông hoặc có thể phát triển mô hình cư trú ngay bên trên mặt nước, tạo thành một mạng lưới cư trú nổi, nhường đất lại cho việc chứa nước. Giải pháp tổ chức bao gồm 1 dãy nhà kéo dài hoặc “lưỡng cư” nửa trên đất liền, nửa trên mặt nước hoặc nằm tách bạch hoàn toàn trên mặt nước, liên kết với nhau và với đất liền thông qua hệ thống cầu phao nổi. Riêng những khu đất ở xa bờ sông, có thể đề xuất giải pháp xây nhà kiên cố với nền nhà được nâng cao so với mặt đường như nhà sàn, nhà chòi, nhà lõi…

Giải pháp quy hoạch cụm KDC nội thị xã Bình Khánh

Trong khi đó, các KDC ở xã An Thới Đông được hình thành theo sự tương đồng trong sinh kế của người dân. Do vậy, mô hình đưa ra là phát triển theo cụm dân cư, tập trung quanh một điểm hoạt động kinh tế chung như chợ, làng nghề. Mỗi cụm dân cư sẽ được quy hoạch tạo thành một cộng đồng nhỏ gồm khoảng 20 -30 căn nhà, quy hoạch kiểu tập trung để thuận tiện cho nhu cầu kinh doanh và sản xuất của người dân. Theo đó, các căn nhà có hướng tiếp cận chính từ trục đường giao thông tạo thành hệ bàn cờ, mặt sau quay về khoảnh sân trong. Khoảng sân này là một không gian mở, được xử lý bằng cách đào thấp xuống 80cm, để có thể chứa được một lượng nước nhất định góp phần làm giảm cao độ mặt nước trong trường hợp có thời tiết diễn biến cực đoan khiến ngập lụt xuất hiện. Khoảng không gian giữa các căn nhà sẽ được bố trí các sàn nổi để khi cả vùng bị ngập, sàn nổi này có tác dụng như điểm tiếp cận để vào bên trong nhà các ngôi nhà thông qua lối mở có tính toán trước. Những sàn nổi này trong điều kiện bình thường sẽ được sử dụng làm không gian sinh hoạt cộng đồng, nơi đỗ xe, hoặc nơi hoạt động kinh tế bổ sung (phơi khô thủy hải sản, đan lưới, bán trái cây, bán hải sản tươi sống…). Do sự phức tạp của tổ chức không gian, các giải pháp tạo không gian cho nước, thiết kế nhà kiểu sàn nổi và sử dụng mương sinh học thu nước mưa có thể được áp dụng cho các khu vực láng giềng lân cận kiểu tập trung này.

Mô hình nhà ở theo cụm dân cư được bố trí sàn nổi

Nhóm nghiên cứu Đại học Tôn Đức Thắng cũng đề xuất nên những mô hình quy hoạch, thiết kế kiến trúc nhà ở thích ứng với tình trạng ngập lụt, phù hợp với điều kiện kinh tế, đảm bảo tính thẩm mỹ và phù hợp với tập quán sinh sống của người dân, thích ứng với ảnh hưởng của BĐKH và NBD cho hai huyện Nhà Bè Và Cần Giờ.

Các đề xuất cũng có thể ứng dụng và triển khai tiếp tục cho các nghiên cứu, quy hoạch nhà ở vùng thiên tai lũ lụt, nhà ở thích ứng với BĐKH tại TP.HCM và các tỉnh thành lân cận như Long An, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu. 

Ngày 14/12, trong khuôn khổ TECHFEST- WHISE 2021 (Ngày hội Khởi nghiệp Đổi mới Sáng tạo Quốc gia và Tuần lễ Đổi mới Sáng tạo và Khởi nghiệp TP.HCM 2021), Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM tổ chức lễ tổng kết và trao giải chương trình HIS-COVID 2021.

Top 10 của chương trình HIS-COVID 2021 (Tìm kiếm và kết nối các giải pháp đổi mới sáng tạo ứng phó dịch COVID-19 tại TP.HCM) đã được vinh danh và trao giải thưởng gồm WeShare.asia; giải pháp quản lý đô thị CyHome; giải pháp sàng lọc vi khuẩn đường ruột kháng kháng sinh carbapenem; bản đồ Covidmaps hỗ trợ phòng chống dịch bệnh Covid-19; CovidPass.vn – chứng nhận số xét nghiệm Covid-19 trên nền tảng công nghệ Blockchain; công nghệ nano và tinh chế hoạt chất từ dược liệu ứng dụng trong các sản phẩm phòng chống SARS-COV-2; ứng dụng phác đồ Đông y xử trí sớm Covid-19; tủ sát khuẩn tự động đa năng PPS-TKS01; giải pháp kiểm soát Covid qua nước thải bảo vệ vùng xanh, nhà máy sản xuất sử dụng hố ga Thuận Thiên và dụng cụ xét nghiệm cầm tay; T-Check: thiết bị khai báo y tế và kiểm soát ra vào.

Đối với Top 10, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM sẽ tiếp tục hỗ trợ, kết nối sâu với các sở, ban ngành, quận/huyện, các hiệp hội, doanh nghiệp của Thành phố để truyền thông, lan tỏa và triển khai ngay các giải pháp hữu ích vào thực tế để hỗ trợ công tác phòng, chống dịch tại TP.HCM. Bên cạnh đó, để khích lệ tinh thần cho các giải pháp tiếp tục phát triển trong tương lai, mỗi dự án trong Top 10 sẽ nhận được 10 triệu đồng là hiện kim từ Sở KH&CN TP.HCM.

Chia sẻ tại buổi lễ trao giải, bà Chu Vân Hải (Phó Giám đốc Sở KH&CN TP.HCM) cho biết, HIS-COVID 2021 là sáng kiến của Sở nhằm tìm kiếm và kết nối các giải pháp đổi mới sáng tạo ứng phó dịch Covid-19 tại TP.HCM phục vụ phát triển kinh tế. Với mục tiêu tìm kiếm những giải pháp sẵn sàng chuyển giao cho các đơn vị quận huyện, sở ngành của Thành phố, chương trình đã nhận được 99 giải pháp và lựa chọn 20 giải pháp tốt để tổ chức các buổi kết nối ứng dụng. Trong 20 giải pháp, chương trình đã lựa chọn 10 giải pháp tốt nhất để vinh danh và trao giải HIS-COVID 2021 hôm nay. Thời gian tới, Sở KH&CN TP.HCM sẽ triển khai nhiều dự án khác nhau, tập trung vào quản trị công, trong đó có đổi mới sáng tạo về quản trị công. Đồng thời triển khai nhiều chương trình lớn để giải quyết các bài toán lớn của Thành phố như nâng cao năng lực quản trị y tế của các cơ sở y tế, chuyển đổi số trong giáo dục, nâng cao năng lực quản trị tại các cơ sở quận huyện, xây dựng nhà ở cho người có thu nhập thấp,… Sở hy vọng các dự án, chương trình sẽ tiếp tục nhận được sự chung tay của cộng đồng xã hội, cũng như mong muốn các doanh nghiệp có thể “đặt hàng” với các trường, viện để tạo ra mạng lưới đổi mới sáng tạo mở, phục vụ cho phát triển khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo của Thành phố.

Lam Vân (CESTI)

Ngày 13/12/2021, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM và Quỹ đầu tư VinaCapital Ventures tiến hành ký kết thỏa thuận hợp tác nhằm hỗ trợ cho các doanh nghiệp khởi nghiệp đổi mới sáng tạo (startups).

Theo đó, các nội dung hợp tác gồm hỗ trợ phát triển startups tiềm năng dựa trên nguồn lực hiện có của các bên; kết nối startups tiềm năng với các nguồn lực khác của xã hội hoặc thông qua việc hợp tác với các doanh nghiệp có năng lực; phối hợp tổ chức các hoạt động và sự kiện về khởi nghiệp đổi mới sáng tạo nhằm phát triển hệ sinh thái khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tại TP.HCM.

Ông Nguyễn Việt Dũng (Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) cho biết, Sở rất hoan nghênh mối quan hệ hợp tác với VinaCapital. Trước đây, khi thiết kế các chương trình hỗ trợ phát triển hệ sinh thái khởi nghiệp đổi mới sáng tạo, Sở đã mời các cộng đồng hệ sinh thái, các quỹ đầu tư tham gia. Đặc biệt là với chương trình SpeedUp, Sở mong muốn có sự tham gia hợp tác của các quỹ nhiều hơn nữa. Bên cạnh đó, Sở cũng có các chương trình hỗ trợ hoạt động nghiên cứu, mỗi năm tài trợ hàng trăm dự án nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, quá trình thương mại hóa còn hạn chế, gặp nhiều khó khăn vướng mắc dù nhiều dự án rất có tiềm năng, sản phẩm tốt. Vì vậy, việc hợp tác giữa Sở và VinaCapital không chỉ có ý nghĩa hỗ trợ về tài chính, mà còn hỗ trợ về chuyên gia tư vấn, kiến thức thị trường, phương án kinh doanh để thúc đẩy nhiều ý tưởng sáng tạo, phát triển thương mại hóa kết quả nghiên cứu.

Trao đổi tại buổi lễ ký kết, ông Hoàng Đức Trung (Giám đốc VinaCapital Ventures) cho biết, Quỹ đầu tư VinaCapital Ventures được thành lập từ năm 2018, là quỹ đầu tư mạo hiểm hoạt động trong lĩnh vực công nghệ có vốn lên đến 100 triệu USD, chuyên đầu tư vào các công ty startup Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực khoa học và công nghệ. Thông qua việc hợp tác với Sở Khoa học và Công nghệ, VinaCapital mong muốn kết nối với các đơn vị nghiên cứu trong cả nước, cũng như kết nối với cơ quan quản lý nhà nước để có thể định hướng ngay từ đầu nhằm tránh lãng phí trong quá trình đầu tư hỗ trợ các dự án nghiên cứu, phát triển startups.

Trên cơ sở ký kết thỏa thuận hợp tác, hai bên sẽ triển khai những chương trình, hoạt động cụ thể trong thời gian tới.

Lam Vân (CESTI)

Ngày 24 tháng 8 năm 2021, Hội đồng nhân dân Thành phố Hồ Chi Minh Khóa X, kỳ họp thứ Hai đã ban hành Nghị Quyết Quy định Mức chi xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật địa phương (sau đây viết tắt là QCĐP) tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Quy định này quy định định mức chi xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật địa phương tại Thành phố Hồ Chí Minh. Đối tượng áp dụng là các sở, ban, ngành, các đơn vị, tổ chức và cá nhân có liên quan theo quy định của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. Cơ quan nhà nước khi xây dựng tiêu chuẩn cơ sở để áp dụng trong hoạt động của cơ quan, đơn vị mình được áp dụng các quy định của Nghị quyết này.

Nội dung Nghị quyết quy định cụ thể mức chi cho việc xây dựng Quy chuẩn kỹ thuật địa phương tại Thành phố Hồ Chí Minh, cụ thể như: Chi công lao động thuê ngoài đối với cán bộ, chuyên gia trực tiếp xây dựng dự thảo QCĐP; Chi lập dự án QCĐP trình cấp có thẩm quyền phê duyệt; Chi lấy ý kiến nhận xét của thành viên Ban kỹ thuật QCĐP, Ban biên soạn hoặc tổ biên soạn xây dựng QCĐP, của các chuyên gia, nhà khoa học đối với dự thảo QCĐP; Chi tổ chức hội thảo khoa học, hội nghị chuyên đề, tham gia góp ý cho dự thảo QCĐP; Chi nhận xét đánh giá phản biện hoặc thẩm tra hoặc thẩm định của thành viên Hội đồng thẩm tra, Hội đồng thẩm định đối với dự thảo QCĐP; Chi họp hội đồng thẩm tra, thẩm định dự thảo QCĐP; Chi công tác phí và một số khoản chi khác liên quan trực tiếp đến việc xây dựng dự thảo QCĐP. Các cơ quan, đơn vị, tổ chức, cá nhân có trách nhiệm thực hiện đúng các quy định về quản lý và sử dụng kinh phí xây dựng QCĐP tại Thành phố Hồ Chí Minh theo quy định hiện hành của Luật ngân sách và các văn bản pháp luật có liên quan. Nguồn kinh phí đảm bảo cho hoạt động xây dựng QCĐP tại Thành phố Hồ Chí Minh gồm: Nguồn ngân sách nhà nước bố trí trong dự toán chi thường xuyên hằng năm của các cơ quan, đơn vị, nguồn tài trợ của các tổ chức, cá nhân khác và các nguồn kinh phí khác theo quy định của pháp luật.

Nghị quyết này được Hội đồng nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh Khóa X kỳ hợp thứ hai thông qua ngày 24 tháng 8 năm 2021 và có hiệu lực từ ngày 03 tháng 9 năm 2021./. Thông tin chi tiết của Nghị quyết xem tại: http://tbthcm.org.vn/trang-chu.html

Ưu thế của chế phẩm polyphenol từ hạt bơ là ở dạng bột, công thức phối trộn đơn giản, dễ sử dụng, đặc biệt có khả năng tăng cường hệ miễn dịch ở tôm thẻ chân trắng chống lại các bệnh liên quan tới vi khuẩn Vibrio parahaematolycus.

Vi khuẩn Vibrio parahaematolycus được xem là một trong những nguyên nhân chính yếu có liên quan đến hiện tượng bệnh dẫn đến tôm nuôi chết hàng loạt, gây thất thoát, thiệt hại và tính bền vững của nghề nuôi tôm ở nhiều quốc gia trong những năm qua. Vì vậy, trong những năm gần đây, các công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi quốc tế có xu hướng bổ sung các chất giàu polyphenol có nguồn gốc tự nhiên nhằm cải thiện tăng trưởng, sức khỏe và phòng chống bệnh cho vật nuôi, thủy sản. Trong đó, các chất chống oxy hóa tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật không chỉ có khả năng ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo, protein trong thức ăn thủy sản mà còn có thêm nhiều khả năng như kháng khuẩn, tăng cường hệ miễn dịch cho cá, tôm.

Polyphenol được bổ sung vào thức ăn không chỉ thể hiện vai trò chống oxy hóa là ngăn chặn oxy hóa lipid, protein, đảm bảo giá trị dinh dưỡng và thời gian bảo quản của thức ăn mà còn có vai trò tăng cường miễn dịch, giảm stress, từ đó kích thích tăng trưởng, tăng khối lượng và tỷ lệ sống ở vật nuôi, thủy sản. 

Là kết quả của nhiệm vụ khoa học và công nghệ Nghiên cứu điều chế sản phẩm polyphenol từ hạt bơ (Persea americana Mill) nhằm nâng cao hiệu quả nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus Vannamei) được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu trong năm 2021, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM do TS. Phan Thị Anh Đào làm chủ nhiệm đề tài đã thu mẫu hạt bơ tươi, trích polyphenol và điều chế chế phẩm polyphenol, sử dụng chế phẩm này bổ sung vào thức ăn tôm thẻ chân trắng nhằm cái thiện tỷ lệ sống, tăng cường hệ miễn dịch ở tôm thẻ chân trắng. Ngoài ra, nhóm triển khai nhiệm vụ cũng đã chuyển giao 3kg chế phẩm để Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II thực hiện nuôi tôm thẻ.

Tôm thu hoạch sau 60 ngày nuôi với chế phẩm

Báo cáo trước hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, kết quả thử nghiệm trên các mô hình nuôi tôm trong bể composit, bể kính đã cho thấy: tôm ăn thức ăn phối trộn chế phẩm polyphenol có tỷ lệ sống cao hơn 20% so với tôm đối chứng (sử dụng thức ăn thông thường) khi bị cảm nhiễm vi khuẩn Vibrio parahaematolycus. Chất lượng tôm được nuôi bằng thức ăn phối trộn chế phẩm polyphenol có giá trị dinh dưỡng, cảm quan, cấu trúc ở tôm hầu như không có sự thay đổi. Điều này cho thấy tiềm năng của chế phẩm rất lớn, cần thiết cho ngành nuôi trồng tôm thẻ nói riêng và ngành thủy sản Việt Nam nói chung. 

TS Phan Thị Anh Đào cho biết, hạt bơ chứa nguồn polyphenol cao với các nhóm hợp chất đa dạng, thể hiện nhiều hoạt tính sinh học có giá trị cao và có thể sử dụng như các phụ gia thực phẩm, thức ăn chăn nuôi. Tuy nhiên, hạt bơ trong nước là nguồn phụ phẩm chưa được tận dụng, và là “phiền toái” ở các nhà máy chế biến bơ đông lạnh, dầu bơ, mỹ phẩm. Hiện nay, khai thác và ứng dụng nguyên liệu hạt bơ nhằm tạo ra chế phẩm chứa polyphenol trên thương mại là hoàn toàn mới, hứa hẹn một nguồn nguyên liệu tiềm năng. Do đó việc ứng dụng chế phẩm polyphenol từ hạt bơ và bổ sung vào thức ăn nuôi tôm nhằm nâng cao hiệu quả nuôi tôm thẻ chân trắng là hướng tiếp cận phù hợp, không chỉ có ý nghĩa khoa học và ứng dụng cao mà còn góp phần mang lại nhiều lợi ích cho ngành thủy sản và nông nghiệp Việt Nam nhờ tận dụng và khai thác hiệu quả nguồn nguyên liệu có sẵn trong nước.

Bằng phương pháp trích ly, nhóm nghiên cứu thu được mẫu cao trích polyphenol có tổng hàm lượng polyphenol cao, hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH mạnh, có khả năng ứng chế vi khuẩn Vibrio parahaematolycus, không gây độc tính cấp trên chuột. Nhóm sản xuất được 10,5kg chế phẩm polyphenol từ 26,8kg hạt bơ tươi, hiệu suất đạt 39% tính cho khối lượng chế phẩm trên khối lượng hạt bơ khô ban đầu (chưa trừ ẩm). 

Trích ly polyphenol từ hạt bơ

Chế phẩm polyphenol từ hạt bơ có những ưu điểm như tổng hàm lượng polyphenol cao (TPC >2.000 mgGAE/100 g DW) có hoạt tính sinh học như ức chế gốc tự do DPPH (IC50 <30 µg/mL), ức chế Vibrio parahaematolycus (MIC, <150 µg/mL), đạt chỉ tiêu kim loại nặng và vi sinh (QCVN 02-31-2:2019/BNNPTNT, theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thức ăn thủy sản). Kết quả này cho thấy, sản xuất chế phẩm giàu polyphenol và dinh dưỡng được chiết xuất từ hạt bơ là hoàn toàn khả thi.

Thành phần dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của chế phẩm

Thức ăn sau khi đã trộn chế phẩm polyphenol theo liều lượng được đem ra trải lớp mỏng trong khay và dùng quạt để quạt gió làm cho viên thức ăn được khô ráo, sau đó cho thức ăn vào túi nhựa hoặc hủ nhựa giữ kín đem đi bảo quản trong tủ đông và sử dụng trong thời gian cho tôm ăn. Nếu trộn lượng thức ăn đủ để cho tôm ăn trong ngày thì không nhất thiết bảo quản trong tủ đông mà chỉ cần để nơi khô ráo, thoáng mát. Thí nghiệm nuôi đánh giá tăng trưởng và chất lượng tôm nuôi được thiết kế bao gồm 01 nghiệm thức thức ăn cơ bản (T0), 04 nghiệm thức bổ sung chế phẩm polyphenol ở các hàm lượng khác nhau (từ 250-1.000ppm polyphenol) và 01 nghiệm thức bổ sung sản phẩm thương mại (BM) có công dụng tương tự.

Chế phẩm Polyphenol

Sau một tuần nuôi thuần dưỡng để làm quen với môi trường, tôm ban đầu (1,04 – 1,05 gam/con) được bố trí vào 18 bể compostie 500L chứa 300 lít nước nuôi mỗi bể (độ mặn 15ppt), với số lượng 45 con/bể (tương đương với mật độ 150 con/m3), tương ứng 6 nghiệm thức thí nghiệm, với 3 lần lặp lại mỗi nghiệm thức, thời gian nuôi cho ăn các thức ăn thí nghiệm là 60 ngày. Kết thúc thời gian nuôi thí nghiệm (60 ngày), tôm nuôi của tất cả các nghiệm thức được thu hoạch để xác định các thông số về tăng trưởng và thu mẫu tôm để phân tích, đánh giá chất lượng tôm nuôi.

Sau 60 ngày nuôi thử nghiệm, tôm đạt trọng lượng từ 7,96 – 9,15 gam/con, tăng trọng từ 6,91 – 8,10 gam/con. Riêng về tỷ lệ sống, việc bổ sung 500 – 750 – 1.000 ppm polyphenol (tương ứng nghiệm thức T2, T3 và T4) đã cho hiệu quả khá tốt (ở mức 76%), giúp tăng tỉ lệ sống từ 9 - 10% so với đối chứng và có hiệu quả tương đương với sản phẩm BM.

Kết quả phân tích thành phần hóa học của tôm nấu chín ở các nghiệm thức cho thấy không có sự thay đổi lớn ở các thành phần độ ẩm, protein, lipid, tro và canxi khi tôm nuôi được cho ăn các thức ăn có hoặc không có thành phần polyphenol. Các thuộc tính màu, mùi, vị của tôm trong thí nghiệm này hầu như không có sự khác biệt thống kê giữa các nghiệm thức. Với cấu trúc cơ thịt tôm, kết quả từ máy đo Rheo Tex SD-700 Texturometer cho thấy có sự dao động giữa các nghiệm thức nhưng không đáng kể. Từ các kết quả này, rõ ràng khi bổ sung chế phẩm polyphenol hoặc chế phẩm BM hoặc không bổ sung bất kỳ chế phẩm nào đều không làm biến đổi đến thuộc tính cảm quan cũng như thay đổi cấu trúc cơ thịt tôm.

Tổng hợp các kết quả về tỷ lệ sống của tôm nuôi ở các nghiệm thức trong 60 ngày nuôi (bao gồm 45 ngày nuôi bình thường và 15 ngày nuôi trong môi trường chứa vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus với liều là 4,68 x 106 CFU/ml), tỷ lệ sống của tôm tăng lên khi hàm lượng polyphenol bổ sung vào thức ăn tăng lên, tương ứng với các mức 250, 500, 750 và 1000 ppm là 37.8%, 42,2%, 51,1% và 53,3% so với khi không bổ sung polyphenol là 31.1%. Điều này có nghĩa là khi bổ sung 750 và 1.000ppm polyphenol vào thức ăn, tỷ lệ sống của tôm tăng 20 - 22%. Nếu được thử nghiệm trên ao nuôi, mức tăng tỷ lệ sống này rất có ý nghĩa.

Như vậy, kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ đã làm rõ việc tận dụng nguồn phụ phẩm là hạt bơ để sản xuất chế phẩm polyphenol, bổ sung vào thức ăn tôm là hướng tiếp cận phù hợp, góp phần tạo ra sản phẩm có giá trị, nâng cao tăng trưởng, tỉ lệ sống và tính bền vững của nghề nuôi tôm thẻ. Đây là hướng đi phù hợp với xu thế sử dụng các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên nhằm tăng cường miễn dịch cho thủy sản, với mục đích giảm thiểu hoặc loại bỏ dần sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản. Sản phẩm có tác dụng tăng tỷ lệ sống, khả năng miễn dịch của tôm, từ đó góp phần giải quyết các khó khăn về thức ăn bổ sung và chế phẩm sinh học dùng cho tôm. Về mặt kinh tế - xã hội, từ quá trình khai thác hiệu quả nguồn phụ phẩm hạt bơ, nhiệm vụ góp phần nâng cao giá trị của quả bơ và giảm thải ô nhiễm môi trường, nâng cao thu nhập cho người dân.

Mục tiêu là nâng cao hiệu quả trong triển khai xây dựng chính quyền điện tử và phát triển đô thị thông minh, hỗ trợ phát triển các doanh nghiệp khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tại thành phố Thủ Đức.

Ngày 9/12/2021, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM ký thỏa thuận hợp tác giai đoạn 2021 – 2025 với UBND thành phố Thủ Đức. Sự thỏa thuận này được kỳ vọng sẽ phát huy tối đa thế mạnh của hai bên, huy động nguồn lực tổng hợp để hỗ trợ nhau thực hiện tốt các chức năng, nhiệm vụ nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động của mỗi bên, đồng thời góp phần mang lại lợi ích chung cho chính quyền, người dân và doanh nghiệp.

Phát biểu tại buổi làm việc, bà Chu Vân Hải (Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) cho biết trong năm 2021, Sở đã phối hợp cùng thành phố Thủ Đức triển khai nhiều hoạt động, trong đó có một số hoạt động về khoa học công nghệ và công tác phòng, chống dịch bệnh Covid-19 trên cơ sở phân tích dữ liệu qua ứng dụng GIS (hệ thống thông tin địa lý).

Trong thời gian sắp tới, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM sẽ tiếp tục hỗ trợ thành phố Thủ Đức tăng cường ứng dụng khoa học và công nghệ, đổi mới sáng tạo vào các hoạt động quản lý, điều hành và phát triển kinh tế - xã hội tại thành phố Thủ Đức, góp phần xây dựng “Thành phố Thủ Đức trở thành đô thị thông minh, sáng tạo; có chất lượng sống tốt, văn minh – hiện đại – nghĩa tình; phát triển nhanh, bền vững”; phát huy khả năng, thế mạnh của hai bên nhằm nâng cao hiệu quả trong triển khai xây dựng chính quyền điện tử và phát triển đô thị thông minh tại thành phố Thủ Đức.

Gửi lời cảm ơn Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã tích cực hỗ trợ thành phố Thủ Đức trong thời gian qua, ông Nguyễn Kỳ Phùng (Phó Chủ tịch UBND thành phố Thủ Đức) mong muốn Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM sẽ vận dụng thế mạnh dẫn đầu về khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo để hỗ trợ tập huấn, chia sẻ kinh nghiệm xây dựng và phát triển hệ sinh thái khởi nghiệp đổi mới sáng tạo, phát triển các doanh nghiệp khởi nghiệp đổi mới sáng tạo trên địa bàn thành phố Thủ Đức.

Không chỉ thế, UBND thành phố Thủ Đức cũng “đặt hàng” Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM 2 chương trình nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và đổi mới sáng tạo, gồm: (1) Chương trình nghiên cứu Quản lý và phát triển đô thị, (2) Chương trình nghiên cứu Ứng dụng công nghệ phục vụ Đô thị thông minh và chuyển đổi số. Đây là những chương trình nhằm mục tiêu xây dựng thành phố Thủ Đức trở thành đô thị sáng tạo, tương tác cao.

Hai bên cũng sẽ phối hợp triển khai các hoạt động nghiên cứu phát triển và ứng dụng các dịch vụ thành phố thông minh trên cơ sở ứng dụng công nghệ thông tin, tự động hóa và trí tuệ nhân tạo trong một số lĩnh vực nhằm nâng cao chất lượng công tác quản lý, các hoạt động chuyên môn, nghiệp vụ của các ngành, các cấp, cung cấp các dịch vụ chất lượng cao phục vụ nhu cầu và nâng cao chất lượng cuộc sống người dân trên địa bàn thành phố Thủ Đức, đẩy mạnh cải cách hành chính phục vụ doanh nghiệp và người dân ngày càng hiệu quả, góp phần cải thiện môi trường đầu tư kinh doanh và nâng cao chỉ số cạnh tranh cấp thành phố.

Hoàng Kim (CESTI)

Là loài cây ăn trái có giá trị cao cùng thời gian trồng ngắn, dưa lưới ngày càng được người tiêu dùng ưa chuộng và thị trường tiêu thụ rộng lớn. Tuy nhiên, một số căn bệnh trên cây dưa lưới vẫn chưa được tìm hiểu và khắc phục một cách hiệu quả, đơn cử như bệnh giả sương mai.

PGS. TS Lê Đăng Quang (Trung tâm Phát triển công nghệ cao, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam), chủ nhiệm nhiệm vụ khoa học công nghệ “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm Nano – vi khuẩn PGPR nhằm phòng trừ bệnh giả sương mai trên cây dưa lưới” cho biết, hiện nay đa số nhà vườn thường chỉ sử dụng phân bón hoặc thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hóa học gốc đồng để bảo vệ cây trước tác động của côn trùng, một số căn bệnh. 

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, phương pháp này dần thay thế bằng các biện pháp phòng trừ an toàn, như sử dụng các chế phẩm vi sinh nhân tạo, có tính khắc chế thiên địch, giúp các sản phẩm dưa lưới không có dư lượng hoạt chất bị cấm.

Bệnh giả sương mai trên cây dưa lưới

Xuất phát từ thực tiễn trên, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu sản xuất và ứng dụng thành công chế phẩm phân bón nano, được tích hợp tác nhân kiểm soát sinh học là vi khuẩn PGPR (nano - PGPR) trong phòng trừ bệnh trên cây dưa lưới, từ đó giúp giảm và hạn chế từng bước các thuốc BVTV hóa học độc hại dần bị cấm sử dụng như carbendazym, benomyl và thiophanate-methyl. Bên cạnh đó, việc phát triển sản xuất phân bón đa chức năng và thuốc BVTV sinh học cũng đem lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân, đơn vị sản xuất.

Sau quá trình nghiên cứu, thành quả của đề tài là chế tạo thành công Nano TiO2 có chất lượng tốt, ổn định với kích thước hạt trung bình 10-30nm. 

Đồng thời, tìm ra điều kiện môi trường để tối ưu quá trình lên men hai vi khuẩn Paenibacillus polymyxa IN937a và Bacillus subtilis GB03 đạt được mật độ ≥ 107 CFU/ml. Từ đó, nghiên cứu và đưa ra quy trình chế tạo thành công chế phẩm nano - vi khuẩn PGPR và đánh giá hiệu quả phòng trừ của nano- vi khuẩn PGPR đối với nấm bệnh trên cây dưa lưới.

Ứng dụng chế phẩm nano trong vi sinh bảo vệ thực vật

Theo PGS. TS Lê Đăng Quang, trong những năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu tại Việt Nam và Quốc tế thực hiện ứng dụng, tích hợp vật liệu nano (TiO2/Nano silica) và vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trường (Plant Growth Promoting Rhizobacteria - PGPR). Phương pháp này mang đến khả năng chuyển hóa và hấp thụ phân bón của cây diễn ra nhanh chóng và hiệu quả, giúp giảm lượng phân bón và thuốc tăng trưởng thực vật.

Cụ thể hơn, vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng thực vật (PGPR) là những vi khuẩn phân bố tự do trong đất, sinh sống xung quanh hoặc trên bề mặt rễ, cộng sinh bên trong rễ, trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia việc kích thích sinh trưởng và phát triển của thực vật thông qua sản xuất và tiết ra những chất hóa học khác nhau ở xung quanh vùng rễ. 

Các cơ chế của vi khuẩn PGPR đối với cây trồng

Trong khi đó, sự có mặt của hạt nano giúp vi khuẩn bám dính và xâm nhập vào bề mặt rễ cây hiệu quả hơn. Đồng thời, khi vi khuẩn Endophyte phát triển mạnh, thì cây trồng sẽ phải tiết ra nhiều hoạt chất miễn dịch tự nhiên - phytoalexin (PA) hơn. Hoạt chất này sẽ giúp cây tăng thêm khả năng chống chịu khi gặp những điều kiện bất lợi từ môi trường, qua đó giảm đi việc sử dụng thuốc BVTV trong quá trình chăm sóc cây. 

Theo đại diện nhóm nghiên cứu, chế phẩm nano - vi khuẩn PGPR có thành phần nano TiO2 tích hợp kết hợp với tác nhân kiểm soát sinh học là hỗn hợp hai vi khuẩn PGPR nói trên trong phòng trừ bệnh trên cây trồng, đặc biệt hiệu quả trong phòng trừ bệnh giả sương mai trên cây dưa lưới. 

Bảng kết quả đối chứng của chế phẩm nano - PGPR

Dễ dàng áp dụng cho mô hình nông nghiệp công nghệ cao

Đánh giá về bệnh giả sương mai (nấm vàng), đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, đây là bệnh do nấm Pseudoperonospora cubensis gây ra với những biểu hiện như: đốm vàng trên lá, sau 3-4 ngày tế bào lá chết màu nâu đen, lá úa vàng, khô và rụng… 

Dựa trên những đặc tính của bệnh, chế phẩm nano - PGPR sau quá trình nghiên cứu được nhóm thử nghiệm giả định lên lá cây ở điều kiện in vitro cho thấy, hiệu quả ức chế nấm là rất tốt, hiệu quả tăng lên sau khi phun một ngày. Đến ngày thứ 3, ở mẫu lá sử dụng dung dịch nano - vi khuẩn PGPR có thấy các bào tử nấm gây bệnh giả sương mai giảm rõ rệt, không còn những mảng nấm trắng, hiệu quả đạt được gần tương đương như đối với mẫu sử dụng thuốc hóa học Benlat 0,01%. 

Kiểm nghiệm đối chứng trên mẫu lá bệnh dùng nước lã (trái) và mẫu lá sử dụng chế phẩm nano - PGPR (phải).

Bên cạnh đó, chế phẩm còn được thử nghiệm hiệu quả kháng nấm trong điều kiện in vitro với một số nấm gây bệnh như Botrytis cineria, Phytophthora infestans, Fusarium oxyporium, Sclerotinia scleorotinium, Colletotrichum spp và cho thấy khả năng ức chế tốt. 

Không dừng lại ở đó, kết quả nghiên cứu cũng đã cho thấy, chế phẩm nano - PGPR có thể ứng dụng vào sản xuất cây dưa lưới công nghệ cao trong nhà màng, có thể sử dụng bằng hệ thống tưới nhỏ giọt, giúp cây sinh trưởng phát triển tốt, làm tăng sức đề kháng, phòng bệnh hiệu quả, đồng thời làm tăng năng suất và phẩm chất cây trồng.

Ở mô hình sử dụng chế phẩm để phòng trừ nấm gây giả sương mai, sản phẩm nano - PGPR ở nồng độ pha loãng khác nhau đều có tác động tốt lên khả năng sinh trưởng, năng suất, chất lượng quả và khả năng phòng trừ bệnh hại trên cây dưa lưới.

“Hiệu lực của sản phẩm nano - PGPR ở các nồng độ pha loãng khác nhau ở quy mô nhà màng diện hẹp đối với nấm gây giả sương mai trên cây dưa lưới đã được đánh giá và cho thấy khả năng phòng trừ bệnh của chế phẩm rất tốt so với các thuốc hóa học hay sinh học phổ biến trên thị trường”, PGS. TS Lê Đăng Quang cho biết.

Kết quả đổi chứng giữa các chế phẩm nano - PGPR ở mức độ pha loẵng khác nhau.

Cũng theo PGS. TS Lê Đăng Quang, sản phẩm thu được còn cho thấy rất nhiều đặc tính phù hợp với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng ở Việt Nam, đáp ứng một phần yêu cầu của các cơ sở, hộ gia đình và các công ty sản xuất rau - củ - quả sạch, có giá thành cạnh tranh. 

"Chế  phẩm nano-vi khuẩn PGPR có thành phần hoạt chất chính là nano TiO2 kết hợp với vi khuẩn kích thích tăng trưởng vùng rễ  PGPR cho thấy sản phẩm không chỉ có khả năng phòng trừ một số bệnh hại mà còn  kích thích tăng trưởng đối với cây trồng, đặc biệt đối với các cây thuộc họ bầu bí nói chung và cây dưa lưới nói riêng", đại diện nhóm thực hiện nhiệm vụ chia sẻ thêm về hướng ứng dụng của kết quả nghiên cứu.

Có thể khẳng định rằng, kết quả của nhiệm vụ khoa học công nghệ do Trung tâm Phát triển công nghệ cao (thuộc Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam) hoàn thành đã cho thấy tiềm năng trong việc áp dụng chế phẩm nano cho nhiều vùng trồng dưa lưới trên toàn quốc, thay thế cho các thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học gây hại cho môi trường và con người; đồng thời sản phẩm hoàn thiện của đề tài được xác định là có triển vọng trong việc ứng dụng vật liệu nano và vi sinh vật PGPR đối với sản xuất phân bón nông nghiệp xanh - sạch trong bối cảnh nhiều tỉnh thành, địa phương trong đó có TP.HCM đang đẩy mạnh phát triển nền nông nghiệp đô thị, gắn với cây - con giống chất lượng cao và quy trình nuôi trồng hiện đại, bền vững.

Hoạt động thi công các công trình xây dựng trong điều kiện nền đất yếu, kích thích cộng hưởng sóng đàn hồi lan truyền trong đới đứt gãy sông Sài Gòn có thể gây nên rung chấn nguy hiểm cho các hạ tầng hiện hữu trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh.

Đại diện nhóm thực hiện nhiệm vụ khoa học “Nghiên cứu cấu trúc nền đất ba chiều (3D) đến độ sâu 50m khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh và hiện trạng hoạt động đứt gãy sông Sài Gòn làm cơ sở cho việc đánh giá rung chấn và quản lý xây dựng” cho biết, đề tài được triển khai nhằm tìm lời giải cho vụ việc vào ngày 21/2/2017 trường tiểu học Nguyễn Bỉnh Khiêm (phường Bến Nghé, quận 1, TP.HCM) cùng nhiều nhà cửa, công trình xây dựng xung quanh bất ngờ xảy ra hiện tượng rung lắc khá mạnh, làm ảnh hưởng đến hoạt động giảng dạy - học tập và tâm lý của giáo viên - học sinh, cũng như gây hoang mang, lo lắng cho người dân sinh sống, làm việc trong khu vực. 

Ở thời điểm đó, khi Viện Địa lý tài nguyên TP.HCM (Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam) thực hiện quan trắc rung động nền đất, thì tất cả tín hiệu rung ghi nhận được đều nằm trong mức độ cho phép trong xây dựng và sản xuất. Trong khi đó, báo cáo của Trung tâm Báo tin Động đất và Sóng thần thuộc Viện Vật lý địa cầu (VAST) cũng khẳng định, cùng thời gian đó không ghi nhận bất kỳ vụ động đất nào trên lãnh thổ Việt Nam, mà có thể do các hoạt động xây dựng công trình xung quanh. 

TS Lê Ngọc Thanh, chủ nhiệm nhiệm vụ trình bày về mô hình phân lớp địa chất khu vực TP.HCM

Hiện tượng rung chấn còn diễn ra ở một số khu vực lân cận như quận 7, huyện Nhà Bè và quận 2 cũ (nay là Thành phố Thủ Đức). Các điều tra sau đó cho thấy rung chấn lan truyền theo phương Tây Bắc - Đông Nam trùng phương đứt gãy sông Sài Gòn. Do đó, nguyên nhân gây rung chấn ban đầu được xác định có thể là do việc thi công các công trình trong điều kiện nền đất yếu ở khu vực xung quanh, đã kích thích cộng hưởng sóng đàn hồi lan truyền trong đới đứt gãy sông Sài Gòn như một “kênh dẫn sóng”. Nhiều chuyên gia cho rằng, hiện tượng rung lắc tại khu vực nói trên là hoàn toàn không bình thường, và do đó cần phải được quan tâm nghiên cứu một cách toàn diện hơn. Được biết, trong thời gian xảy ra rung lắc, cách điểm trường Nguyễn Bỉnh Khiêm khoảng 100m đang có thi công một công trình xây dựng với quy mô 2 tầng hầm, 16 tầng nổi. 

Chính xác hóa đứt gãy sông Sài Gòn

Theo đó, nhóm nghiên cứu do TS. Lê Ngọc Thanh thuộc Viện Địa lý tài nguyên TP.HCM làm chủ nhiệm đã tiến hành phân tích đặc điểm cấu trúc nền đến độ sâu 50m khu vực nghiên cứu, đánh giá hiện trạng hoạt động đứt gãy sông Sài Gòn, xây dựng mô hình ba chiều (3D) cấu trúc nền đến độ sâu 50m, đánh giá ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên và hoạt động kinh tế - xã hội đến cấu trúc nền và hoạt động đứt gãy sông Sài Gòn, từ đó đề xuất các giải pháp phòng tránh rung chấn và phục vụ quản lý xây dựng.

Đại diện nhóm nghiên cứu khẳng định, kết quả này có thể cung cấp thông tin nhanh chóng và đáng tin cậy về nền đất dưới dạng 3D cho các khu vực xảy ra rung chấn mạnh và đột ngột để có có biện pháp xử lý tình huống thích hợp; mặt khác còn hỗ trợ cho các nhà quy hoạch, thiết kế có được cái nhìn tổng quan về đặc điểm địa chất khu vực dự kiến đầu tư xây dựng công trình.

Bản đồ phân loại nền đất TP.HCM theo TCVN 9386:2012

Bên cạnh hoàn thành việc xây dựng mô hình cấu trúc nền đất 3D cho khu vực nghiên cứu đến độ sâu hơn 50m cho khu vực TP.HCM, các chuyên gia tại Viện Địa lý tài nguyên TP.HCM cũng khảo sát sự đứt gãy của đới sông Sài Gòn, để kết hợp phân tích các ảnh hưởng đến sự rung lắc về địa chất.

Trong khu vực nghiên cứu, đất nền loại C phân bố tập trung ở phía Tây ở các quận Bình Thạnh, 3 và 1. Nền đất loại D chiếm diện tích lớn khu vực nghiên cứu, ngoại trừ quận 4. Đặc biệt là phần trung tâm hiện diện đất nền loại S chiếm gần 1/3 diện tích khu vực nghiên cứu, bao gồm trọn quận 4, và một phần các quận 1, 2 và Bình Thạnh.

Bản đồ phân loại nền đất khu vực nghiên cứu (theo TCVN 9386:2012)

Báo cáo tại buổi nghiệm thu, TS. Lê Ngọc Thanh cho biết, các bản đồ nền dạng số hóa hệ tọa độ VN2000, tỷ lệ 1/50.000 được thành lập phục vụ cho việc xây dựng và thể hiện cấu trúc nền đất. Trong đó, số liệu thu thập chủ yếu bằng hai cách, khai thác dữ liệu từ những nguồn hiện có, và trực tiếp khoan địa chất công trình. 

Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết thêm, khu vực nghiên cứu của đề tài thuộc khu vực nội thành gồm các quận 1, 2, 3, 4 và Bình Thạnh, tuy nhiên để nghiên cứu hiện trạng hoạt động của đứt gãy Sông Sài Gòn thì nhóm đã mở rộng phạm vi nghiên cứu như hình bên dưới.

Phạm vi nghiên cứu ảnh hưởng của đứt gãy sông Sài Gòn

Kết quả khảo sát cho thấy, tuy nằm trong vùng chuyển tiếp của địa chất nhưng địa hình TP.HCM tương đốì bình ổn, có dạng bậc theo xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Đông sang Tây. Có hai con sông lớn chảy qua địa phận Thành phố: sông Đồng Nai bắt nguồn từ cao nguyên Langbiang (Lâm Đồng), chảy qua rìa Đông, Đông Nam Thành phố; sông Sài Gòn dài 201km, bắt nguồn từ Campuchia, chảy cắt ngang qua Thành phố. Sông Đồng Nai hợp lưu với sông Sài Gòn tại khu vực Nhà Bè, chảy ra Biển Đông theo hai ngã chính là sông Soài Rạp và sông Lòng Tàu. Toàn bộ mạng lưới sông rạch trên địa bàn Thành phố đều chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều.

Vị trí các điểm khoan địa chất công trình phục vụ nghiên cứu

Đứt gãy Sông Sài Gòn kéo dài theo phương Tây Bắc – Đông Nam xuyên qua phạm vi nghiên cứu với chiều dài 220km, phát triển gần trùng với hệ thống thung lũng sông Sài Gòn. Đứt gãy đi qua biên giới Việt Nam – Campuchia, men theo rìa hồ Dầu Tiếng tới khu vực Hố Bô, Bến Cỏ (Củ Chi) và tiếp tục chạy qua An Thạnh (Hóc Môn), Gò Xoài, Tân Điền (Thủ Đức), đến khu vực Chánh Nghĩa, Ba Bông (Nhơn Trạch - Đồng Nai), tiến sát Giồng Chùa và núi Lớn, núi Nhỏ (Vũng Tàu), tiếp tục ra biển Cần Giờ và bị khống chế ở đây bởi đứt gãy cấp I Thuận Hải - Minh Hải (Vũng Tàu - Cà Ná).

Kết quả công tác địa vật lý đo sâu từ telua cho thấy, ở khu vực Củ Chi, vị trí đứt gãy Sông Sài Gòn được xác định cách sông Sài Gòn khoảng 3km về phía Tây Nam; dự báo đứt gãy phát triển trong Kainozoi, cắm dốc đứng, hơi nghiêng về phía Tây Nam, với góc dốc từ 77-80o, biểu hiện rõ đến độ sâu trên 10 km. Ở khu vực Nhơn Trạch, vị trí đứt gãy sông Sài Gòn được xác định gần trung tâm tuyến đo, cắm dốc đứng, nghiêng khoảng 10o về phía Tây Nam; dự báo đứt gãy hơi nghiêng về phía Tây Nam, từ 78-81o, biểu hiện rõ đến trên 10 km.

Hiện trạng hoạt động đứt gãy Sông Sài Gòn trong khu vực nghiên cứu

Trên ảnh vệ tinh LANDSAT thế hệ 2018-2019, biểu hiện của các photolineament phương Tây Bắc - Đông Nam có liên quan khá mật thiết với đứt gãy Sông Sài Gòn; chiều rộng của dải dị thường trùng với đứt gãy gần 2 km. Trên sơ đồ mật độ độ dài photolineament phương Tây Bắc – Đông Nam đoạn dị thường từ Lái Thiêu đến Gò Xoài dài khoảng 7,8 km (mật độ 1,2 km/km2) cùng phương và cách đứt gãy khoảng 1,1 km về phía Tây Nam. Biên độ ảnh hưởng ở cánh phía Đông Bắc của đứt gãy (trung bình 8km) hẹp hơn cánh phía Tây Nam (trung bình 14km), do đó đứt gãy có hướng cắm dốc về phía Tây Nam và khả năng phần phía Tây Bắc của đứt gãy biểu hiện hoạt động mạnh hơn so với phần phía Đông Nam. Tại khu vực Tương Bình Hiệp (TP. Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương) đứt gãy sông Sài Gòn cũng có biểu hiện dịch chuyển phải với biên độ dịch chuyển 1,1 km. Tại khu vực xã Phước An huyện Cần Giờ, đứt gãy Sông Sài Gòn cũng có biểu hiện dịch chuyển phải.

Hiện nay, các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội ở TP.HCM ngày càng gia tăng, kéo theo nhu cầu xây dựng nhà cửa, kết cấu hạ tầng, đặc biệt là các công trình ngầm, metro, đường giao thông", TS. Lê Ngọc Thanh cho biết, "Kết quả nghiên cứu của đề tài mở ra hướng nghiên cứu liên ngành trong nghiên cứu cấu trúc nền đất 3 chiều của một khu vực phục vụ quản lý xây dựng, bao gồm trong đó hoạt động của đứt gãy, từ đó dự báo và đánh giá các hiện tượng rung chấn xảy ra trên địa bàn Thành phố, xác định cái nhìn tổng quan về đặc điểm cấu trúc địa chất nền.".

Cần lưu ý rung chấn từ thiết bị thi công

TS Lê Ngọc Thanh cũng thông tin thêm rằng, có hai yếu tố kích thích gây rung chấn ở TP.HCM là động đất và rung động nhân tạo. Hai nhân tố này đóng vai trò vừa là nguyên nhân trực tiếp, vừa là yếu tố kích hoạt rung chấn xảy ra. Tuy nhiên, do trên địa bàn Thành phố hoạt động động đất không cao, vì thế rung động nhân tạo là nhân tố cần lưu ý. 

Từ đó, nhóm nghiên cứu đề xuất TP.HCM áp dụng các biện pháp kháng chấn theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9386:2012 cho các nền đất đã xác định trong công trình “Phân vùng nhỏ động đất Thành phố Hồ Chí Minh”, áp dụng Tiêu chuẩn TCXD 229:1999 khi xây dựng các công trình có kết cấu và nền đất, để giảm thiểu khuếch đại cường độ rung động do hiện tượng cộng hưởng. Bên cạnh đó, có giải pháp quản lý thiết bị thi công công trình xây dựng gây rung động có công suất lớn như các máy khoan ép, cọc nhồi... (chỉ cho phép vận hành phù hợp với nền đất và công suất phù hợp).

Bên cạnh đó, nhằm tăng cường công tác phòng ngừa và giảm nhẹ thiệt hại do rung chấn, nhóm nghiên cứu cũng kiến nghị Thành phố Hồ Chí Minh sớm tiến hành rà soát các biện pháp kháng chấn và tiêu chuẩn xây dựng của các công trình xây dựng quan trọng trong khu vực nội thành, kiểm tra các thiết bị thi công phù hợp với nền đất tương ứng.