Buzz
Mỗi năm, hơn 12 triệu tấn nhựa bị đổ ra biển, chiếm tới 80% tổng lượng rác thải đại dương.
Ô nhiễm nhựa đã và đang là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất mà con người phải đối mặt. Mặc dù các chiến dịch kêu gọi giảm rác thải và hạn chế sử dụng nhựa dùng một lần được triển khai trên toàn cầu, nhưng lượng nhựa sản xuất và thải ra vẫn tiếp tục tăng. Hàng năm, hơn 12 triệu tấn nhựa lại đổ vào biển, chiếm 80% tổng lượng rác thải trong đại dương.
Nhiều loài sinh vật biển đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng do bị mắc phải hoặc nuốt phải nhựa. Những hạt vi nhựa nhỏ bé, không thể nhìn thấy bằng mắt thường, đang xâm nhập vào chuỗi thức ăn và cuối cùng là vào cơ thể con người.
Nhựa gần như không thể phân hủy hoàn toàn. Một chai nhựa dù đã rửa sạch vẫn có thể trôi dạt hàng trăm năm mà vẫn tồn tại dưới dạng vi nhựa. Vậy câu hỏi đặt ra là: ngoài việc tái chế, liệu có cách nào để 'tiêu hóa' nhựa, giúp nó thực sự biến mất khỏi hành tinh này?
Câu trả lời khiến giới khoa học phải ngạc nhiên: có, một số sinh vật thực sự có khả năng ăn nhựa. Tuy nhiên, vì sao, dù đã được phát hiện từ lâu, chúng vẫn chưa thể trở thành 'vị cứu tinh' cho Trái Đất?
Khi vi khuẩn ăn nhựa đầu tiên xuất hiện
Vào năm 2016, tại một nhà máy tái chế ở Nhật Bản, các nhà khoa học đã vô tình phát hiện một hiện tượng kỳ lạ: những chai nhựa PET (polyethylene terephthalate) xuất hiện các lỗ nhỏ đều đặn, như thể ai đó đã "gặm" mất từng phần.
Thủ phạm chính là Ideonella sakaiensis – một loài vi khuẩn có khả năng phân hủy nhựa nhờ tiết ra enzyme "PETase", cắt đứt các liên kết giữa các monome và hấp thụ các phân tử nhỏ hơn làm nguồn năng lượng.
Phát hiện này đã gây chấn động trong cộng đồng khoa học, mở ra hy vọng rằng con người có thể sử dụng sinh vật sống để xử lý lượng rác thải khổng lồ đang đe dọa hành tinh. Tuy nhiên, niềm vui ấy không kéo dài. Ideonella sakaiensis chỉ hoạt động hiệu quả ở môi trường trên 30°C, và quá trình "ăn nhựa" của nó diễn ra rất chậm. Vi khuẩn này không thể tiêu hóa hoàn toàn nhựa, mà chỉ hấp thụ phần nhỏ cần thiết, để lại phần còn lại dưới dạng vi nhựa.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Portsmouth (Anh) sau đó đã biến đổi enzyme PETase thành một "siêu enzyme", giúp tốc độ phân hủy nhanh gấp sáu lần. Tuy nhiên, ngay cả khi đó, tốc độ phân hủy vẫn quá chậm so với tốc độ sản xuất nhựa của con người. Lượng nhựa thải ra mỗi năm đã vượt xa khả năng xử lý của bất kỳ sinh vật nào.
Vi khuẩn vùng lạnh - hy vọng mong manh từ Bắc Cực
Một nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học và Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (WSL) đã phát hiện ra tới 19 chủng vi khuẩn và nấm có thể phân hủy nhựa ở nhiệt độ thấp khoảng 15°C. Những sinh vật này được tìm thấy tại dãy Alps và vùng Bắc Cực, nơi có điều kiện khí hậu khắc nghiệt, gần như không loài sinh vật thông thường nào có thể sống sót.
Những sinh vật này có khả năng "ăn" một số loại nhựa phân hủy sinh học như polyester-polyurethane (PUR), nhưng lại không thể tiêu hóa các loại nhựa thông thường như PET hay PE. Điều này có nghĩa là chúng chỉ có tác dụng trong môi trường thí nghiệm với các loại nhựa "dễ tiêu hóa" hơn, còn việc áp dụng vào thực tế để xử lý rác thải nhựa công nghiệp là gần như không thể.
Sâu sáp, loài côn trùng có thể 'nhai' túi nylon
Một trong những phát hiện thú vị nhất là từ loài sâu sáp, ấu trùng của bướm sáp. Cơ thể của chúng chứa vi khuẩn đường ruột có khả năng phân hủy polyethylene (PE), loại nhựa phổ biến nhất dùng để sản xuất túi nylon. Thậm chí, nước bọt của sâu sáp còn chứa enzyme có thể oxy hóa và phá vỡ các liên kết hóa học của nhựa ngay ở nhiệt độ phòng.
Trong thí nghiệm, 2.000 con sâu sáp có thể 'ăn' sạch một túi nylon trong vòng 24 giờ, nhanh hơn hàng triệu lần so với quá trình phân hủy tự nhiên kéo dài hàng thế kỷ. Tuy nhiên, loài sinh vật này không thể sống chỉ nhờ nhựa. Nếu chỉ ăn nhựa mà không có thức ăn khác, chúng sẽ nhanh chóng sụt cân và chết do suy dinh dưỡng.
Quan trọng hơn, khi tiêu hóa nhựa, chúng vẫn thải ra vi nhựa. Nếu nuôi sâu sáp quy mô lớn để xử lý rác thải, phần chất thải còn lại có thể tạo ra ô nhiễm thứ cấp. Thêm vào đó, việc đưa hàng triệu ấu trùng ra khỏi môi trường sống tự nhiên có thể gây ra những rủi ro cho hệ sinh thái.
Vì vậy, các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu các enzyme trong nước bọt và ruột của sâu sáp, với hy vọng có thể mô phỏng chúng trong phòng thí nghiệm thay vì sử dụng trực tiếp các côn trùng thật.
Luân trùng, chiến binh siêu nhỏ của Trung Quốc
Không chịu thua kém, các nhà nghiên cứu Trung Quốc cũng tìm thấy một ứng cử viên khác: luân trùng, sinh vật hiển vi chỉ dài nửa milimet, sống phổ biến trong các ao hồ. Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Triệu Kiến (Đại học Hải dương Trung Quốc) phát hiện rằng luân trùng có thể 'ăn' vi nhựa nhờ vào cơ quan nghiền đặc biệt.
Tuy nhiên, giống như các loài "ăn nhựa" khác, chúng chỉ có thể hấp thụ một phần nhỏ nhựa, phần còn lại sẽ được thải ra dưới dạng các hạt nano nhựa chỉ vài micron, nhỏ đến mức khó có thể phát hiện. Một cách không mong muốn, quá trình này lại khiến vi nhựa trở nên nguy hiểm hơn, vì các hạt nano có thể xâm nhập sâu vào mô sinh vật và khó được loại bỏ.
Hi vọng nằm ở tương lai, không phải ở sinh vật 'ăn nhựa'
Những phát hiện về các loài có khả năng phân hủy nhựa, từ vi khuẩn Ideonella sakaiensis, vi sinh vật vùng lạnh, sâu sáp cho đến luân trùng, đều là những bước tiến đáng chú ý trong khoa học. Chúng cho thấy rằng tự nhiên vẫn đang sở hữu những cơ chế tự phục hồi đầy ấn tượng.
Tuy nhiên, khi nhìn vào quy mô toàn cầu, những sinh vật này vẫn chỉ là những 'giọt nước' nhỏ bé trong đại dương rác thải nhựa mênh mông.
Để có thể ứng dụng vào thực tế, các nhà khoa học cần phải tách chiết, nhân bản và tối ưu hóa các enzyme phân hủy nhựa, đồng thời đảm bảo chúng hoạt động ổn định, an toàn với môi trường và có chi phí hợp lý. Công nghệ này vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu ban đầu và có thể cần thêm nhiều năm nữa để trở thành khả thi.
Cho đến lúc đó, giải pháp thiết thực nhất vẫn là giảm thiểu rác thải nhựa ngay từ gốc: hạn chế đồ nhựa dùng một lần, tăng cường tái chế và chuyển sang các vật liệu thân thiện hơn. Vì nếu con người vẫn tiếp tục sản xuất nhựa với tốc độ hiện tại, thì dù có hàng trăm loài sinh vật 'ăn nhựa', Trái Đất cũng không thể xử lý kịp.
