Bằng cách biến đổi gien để tạo ra một loại tảo có khả năng loại bỏ các hạt vi nhựa trong nước và tái sử dụng chúng, kỹ thuật mới mở ra triển vọng về một tương lai mà việc làm sạch ô nhiễm và sản xuất vật liệu bền vững diễn ra trong cùng một quy trình.

Giáo sư Susie Dai với hệ thống sinh học nuôi cấy tảo trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Missouri University

Phương pháp mới được các nhà khoa học Mỹ phát triển giúp giải quyết một trong những dạng ô nhiễm dai dẳng nhất: các hạt nhựa siêu nhỏ trong nước. 

Công trình nghiên cứu chủ trì bởi Giáo sư Susie Dai - đến từ Trường Kỹ thuật và là nhà nghiên cứu chính tại Trung tâm Khoa học Sự sống Bond, Đại học Missouri - không chỉ tập trung vào giảm thiểu ô nhiễm mà còn hướng đến việc biến các vật liệu thu thập được thành các sản phẩm hữu ích, chẳng hạn như màng nhựa sinh học tổng hợp.

Theo Giáo sư Dai, các hạt vi nhựa là chất gây ô nhiễm được tìm thấy ở khắp mọi nơi trong môi trường, chẳng hạn như ao, hồ, sông, nước thải và cả trong cá mà chúng ta ăn. “Hiện nay, hầu hết các nhà máy xử lý nước thải chỉ có thể loại bỏ các hạt nhựa lớn, còn các hạt vi nhựa lại quá nhỏ nên chúng bị bỏ lọt và xâm nhập vào nguồn nước, gây ô nhiễm môi trường và làm hại hệ sinh thái”, bà cho biết.

Trong nghiên cứu gần đây có tên: “Xử lý và tái chế vi nhựa bằng tảo có khả năng loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước thải và tiềm năng sản xuất sinh học”, bà Dai cùng cộng sự đã sử dụng phương pháp biến đổi gien để tạo ra tảo sản sinh limonene, một loại tinh dầu tự nhiên tạo nên mùi hương của cam. Hợp chất này mang đến cho tảo khả năng kỵ nước. Vì các hạt vi nhựa cũng có đặc tính tương tự, chúng dễ dàng bám vào tảo trong nước. Khi tương tác này xảy ra, các hạt kết tụ lại với nhau, tạo thành các khối lớn hơn và lắng xuống, có thể dễ dàng tách ra khỏi nước.

Ngoài khả năng giữ lại các hạt vi nhựa, loại tảo biến đổi gien này còn phát triển mạnh trong môi trường nước thải, nơi chúng hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa và góp phần làm sạch nguồn nước khi chúng sinh trưởng.

Giáo sư Dai cho rằng bằng cách loại bỏ vi nhựa, làm sạch nước thải và cuối cùng sử dụng các hạt vi nhựa này để tạo ra các sản phẩm nhựa sinh học bền vững, chúng ta có thể giải quyết ba vấn đề chỉ với một phương pháp. 

Mở rộng quy mô ứng dụng hệ thống vào thực tế

Nhóm nghiên cứu đã nuôi cấy tảo trong các lò phản ứng sinh học được kiểm soát và được thiết kế cho các ứng dụng quy mô lớn. Một hệ thống như vậy, gọi là “Shrek” và có dung tích 100 lít, hiện đang được sử dụng để xử lý khí thải công nghiệp như một phần trong nỗ lực giảm ô nhiễm không khí.

Các chuyên gia hiện có kế hoạch mở rộng công nghệ này bằng cách xây dựng các hệ thống phản ứng sinh học với phiên bản lớn hơn. Các hệ thống tương lai này có thể được điều chỉnh để xử lý nước thải hiệu quả hơn và giúp loại bỏ nhiều loại chất gây ô nhiễm môi trường hơn.

“Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là tích hợp quy trình mới này vào các nhà máy xử lý nước thải hiện có để các thành phố có thể làm sạch nước hiệu quả hơn và giảm ô nhiễm, đồng thời tạo ra các sản phẩm hữu ích”, bà Dai cho biết.

T. TRÚC (Theo SciTechDaily)