Các nhà khoa học tìm ra cách loại bỏ vi nhựa bằng vi khuẩn
Các nhà vi sinh vật học đã tận dụng tính kết dính của vi khuẩn để tạo ra các lưới vi sinh vật có thể “bắt” các vi nhựa trong nước, từ đó hình thành một miếng dính có thể tái chế.
Các nhà vi sinh vật học đã nghĩ ra một cách bền vững để loại bỏ các vi nhựa gây ô nhiễm khỏi môi trường – và họ muốn sử dụng vi khuẩn để thực hiện công việc này.
Vi khuẩn tự nhiên có xu hướng tập hợp lại với nhau và bám vào các bề mặt, tạo ra một chất kết dính là “màng sinh học” – chẳng hạn chúng ta nhìn thấy nó mỗi sáng khi đánh răng và loại bỏ mảng bám trên răng. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Hồng Kông (PolyU) muốn sử dụng đặc tính dính của vi khuẩn để tạo ra các lưới vi khuẩn giống như băng dính có thể bắt giữ các vi nhựa trong nước ô nhiễm, từ đó tạo thành một miếng dính có thể dễ dàng loại bỏ và tái chế.
Nhóm nghiên cứu đã trình bày kết quả này tại hội nghị thường niên của Hiệp hội Vi sinh vật vào ngày 28/4. Mặc dù vẫn còn sơ khai, nhưng phát minh này có thể mở đường cho việc giảm ô nhiễm nhựa một cách bền vững lâu dài bằng cách sử dụng những thứ trong tự nhiên.
“Điều quan trọng là phải phát triển các giải pháp hiệu quả để bẫy, thu thập, thậm chí tái chế các vi nhựa này để ngăn chặn quá trình ‘nhựa hóa’ của môi trường tự nhiên”, Sylvia Lang Liu, nhà vi sinh học tại PolyU và là trưởng nhóm nghiên cứu của dự án này, cho biết.
Vi nhựa là các mảnh nhựa, thường nhỏ hơn 5mm, vô tình được thải ra môi trường trong quá trình sản xuất và phân hủy, ví dụ như túi đựng hàng hóa hoặc chai nước – hoặc trong các hoạt động hằng ngày như giặt quần áo làm bằng sợi tổng hợp như nylon hoặc sử dụng các sản phẩm chăm sóc cá nhân có các hạt vi nhựa làm sạch trong đó.
Mặc dù có kích cỡ rất nhỏ nhưng nguy cơ vi nhựa gây ra cho môi trường là rất lớn. Vi nhựa không dễ bị phân hủy sinh học nên chúng tồn tại lâu dài, đồng thời cũng hấp thụ và tích tụ các hóa chất độc hại. Chúng phân tán trong nước thải và đi vào đại dương, gây nguy hiểm cho các loài động vật biển khi ăn phải chúng và cuối cùng len lỏi vào chuỗi thức ăn, gây hại cho sức khỏe con người. Theo Tổ chức Hàng hải Quốc tế, người ta đã tìm thấy vi nhựa trong hơn 114 loài thủy sinh vào năm 2018, và chúng cũng được tìm thấy trong muối, rau diếp, táo,…
Tuy nhiên, chẳng có phương pháp loại bỏ vi nhựa nào bền vững và phù hợp cho tất cả.
Trong nghiên cứu này, nhóm của Liu đã thiết kế một màng sinh học vi khuẩn, từ một loại vi khuẩn có tên là Pseudomonas aeruginosa, có thể cố định và kết hợp các vi nhựa trôi nổi trong nước. Lưới vi khuẩn này sẽ bẫy và gom các vi nhựa lại, khiến chúng chìm xuống đáy nước. Sau đó, nhờ “cơ chế giải phóng bắt giữ” sử dụng gene phân tán màng sinh học, các nhà nghiên cứu có thể tháo gỡ các vi nhựa từ bẫy vi khuẩn và tìm thấy hàng loạt vi nhựa đã được thu thập sẵn sàng để tái chế.
“Đây thực sự là một ứng dụng sáng tạo và thú vị của kỹ thuật màng sinh học trong giải quyết cuộc khủng hoảng ô nhiễm nhựa”, TS. Joanna Sadler, nhà nghiên cứu tại Đại học Edinburgh (Anh), người không tham gia vào nghiên cứu này, nhận xét. “Một trong những thách thức lớn nhất của xử lý vi nhựa là bắt giữ các hạt nhỏ như vậy để phân hủy và loại bỏ chúng ra khỏi môi trường. Liu và các đồng nghiệp đã chứng minh một giải pháp tuyệt vời cho vấn đề này, có tiềm năng rất lớn để phát triển thành một công nghệ xử lý nước thải trong thực tế”.
Tuy nhiên, thử nghiệm vẫn còn sơ khai: nó mới dừng ở mức thử nghiệm chứng minh khái niệm (proof-of-concept) trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát chứ không phải trong đại dương hoặc hệ thống cống rãnh; và chủng vi khuẩn áp dụng trong thí nghiệm này là “aeruginosa” – một loại vi khuẩn gây bệnh cho người, có lẽ không thể sử dụng trong các dự án quy mô lớn. Nhưng các nhà nghiên cứu tin tưởng rằng phương pháp này có thể được nhân rộng để tìm kiếm vi khuẩn tạo màng sinh học tự nhiên trực tiếp trong nước thải hoặc các môi trường nước khác, từ đó tiếp tục phát triển.
“Việc ‘bắt giữ’ vi nhựa là một nghiên cứu phát triển thú vị”, TS. Nicholas Tucker, giảng viên cao cấp về vi sinh phân tử tại Đại học Strathclyde (Anh), người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Điều đáng mong đợi là liệu nó có thể mở rộng hay không”. Theo Tucker, sẽ cần nhiều các nghiên cứu về các loại bề mặt hơn để phát triển màng sinh học trên đó.
Tuy nhiên, nghiên cứu như thế này cung cấp một ví dụ điển hình về ứng dụng của công nghệ sinh học vi sinh vật và những chiến công lớn mà những vi khuẩn nhỏ bé có thể mang lại. “Nhìn chung, điều này cho thấy các vi sinh vật có thể và sẽ đóng một vai trò nào đó trong mọi giai đoạn chu kỳ sống của nhựa”, Tucker nhận xét.
Thanh An dịch
https://microbiologysociety.org/
