Giải mã loài nấm ăn nhựa - Giải pháp sinh học mới chống ô nhiễm đại dương

Loài nấmhợpạc carbon’ phân hủy nhựa nhanh chóng ngay trong môi trường tự nhiên

Trong một phát hiện đầy hứa hẹn, các nhà khoa học ở New Zealand đã tìm ra một loài nấm có thể phân hủy nhựa chỉ trong 140 ngày. Điều đặc biệt là loài nấm này không cần đến máy móc, nhiệt độ cao hay công nghệ phức tạp để làm việc đó, nó chỉ cần đất bình thường là đủ. Phát hiện này có thể giúp chúng ta thay đổi cách xử lý rác thải nhựa trong tương lai.

Loài nấm này mang tên Daldinia concentrica, thường được gọi bằng biệt danh "gạc carbon" nhờ hình dáng từng lớp đặc trưng như nhánh sừng. Trước đây, nó được biết đến chủ yếu là loài sinh trưởng trên gỗ mục.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Canterbury đã phát hiện một khả năng đáng kinh ngạc: loài nấm này có thể "ăn" được cả những loại nhựa phổ biến như polypropylene và polyethylene vốn là hai thành phần chiếm tỷ trọng lớn trong tổng lượng rác thải nhựa toàn cầu.

Điều đặc biệt ấn tượng là nấm có thể thực hiện quá trình phân hủy ngay trong điều kiện đất thông thường, không cần sự hỗ trợ của các hệ thống xử lý công nghiệp.

Loài nấm ‘gạc carbon’ phân hủy nhựa nhanh chóng ngay trong môi trường tự nhiên - (Ảnh Internet).

Đây chính là ưu điểm vượt trội, khiến nó trở thành ứng viên sáng giá cho các giải pháp xử lý rác tại bãi chôn lấp hoặc những khu vực bị ô nhiễm nặng nề. Không giống như phương pháp tái chế truyền thống đòi hỏi phân loại và làm sạch nhựa kỹ lưỡng, loài nấm này vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả với nhựa bẩn, hỗn hợp trực tiếp trong môi trường tự nhiên.

Trong các thử nghiệm, loài nấm đã phân hủy hơn 90% lượng nhựa trong vòng chưa đến năm tháng. Sản phẩm cuối cùng là một chất phân hủy sinh học hoàn toàn vô hại. Các nhà khoa học tin rằng cơ chế này dựa trên enzyme do nấm tiết ra, giúp phá vỡ các chuỗi polymer thành các phân tử đơn giản hơn, sau đó được hấp thụ như nguồn dinh dưỡng.

Hiện nhóm nghiên cứu đang nỗ lực mở rộng ứng dụng, có thể thông qua các hệ thống bioreactor hoặc phát triển các viên đất chứa nấm nhằm xử lý rác tại chỗ phục vụ cho công tác quản lý môi trường tại những khu vực chưa có cơ sở tái chế.

Dù vẫn đang trong giai đoạn đầu nghiên cứu, phát hiện này đã mở ra một hy vọng đầy tiềm năng: một sinh vật sống có thể xử lý nhựa như cách thiên nhiên phân hủy lá cây mang lại cơ hội phục hồi sinh thái cho những vùng đất bị tổn thương nghiêm trọng bởi ô nhiễm nhựa.

Trước đó, các nhà khoa học Đức đã công bố một phát hiện quan trọng về loài nấm có khả năng phân hủy rác thải nhựa, được phát hiện tại Hồ Stechlin, phía đông bắc nước Đức. Thực chất, đây là kết quả nghiên cứu chuyên sâu về một loại nấm vi sinh có thể tự tiêu hóa nhựa tổng hợp khi tồn tại trong một số điều kiện môi trường nhất định. Phát hiện này được xem như một tia hy vọng lớn đối với hàng triệu tấn rác nhựa thải ra đại dương, đồng thời là giải pháp tự nhiên mà các nhà khoa học tìm kiếm để bảo vệ hệ sinh thái biển quý giá.

Các nhà khoa học Đức đã công bố một phát hiện quan trọng về loài nấm có khả năng phân hủy rác thải nhựa, được phát hiện tại Hồ Stechlin, phía đông bắc nước Đức - (Ảnh Reuters).

Ngay khi thông tin về loài nấm có khả năng "ăn" nhựa được công bố, nhiều ý kiến cho rằng các nhà nghiên cứu cần có những phân tích kỹ lưỡng hơn để chứng minh hiệu quả thực sự của loại nấm này. Trong một cuộc phỏng vấn với đài Reuters TV, ông Hans-Peter Grossart, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Sinh thái nước ngọt và Thủy sản nội địa Leibniz, chia sẻ: “Điều bất ngờ nhất trong nghiên cứu của chúng tôi là loài nấm có thể phát triển độc quyền trên một số loại polyme tổng hợp và thậm chí tạo ra sinh khối.”

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các nhà khoa học Đức đã trình bày nguyên lý hoạt động của loài nấm này dựa trên một số cơ chế nhất định. Theo đó, nấm phân hủy nhựa và các vi sinh vật tương tự có thể được ứng dụng trong các nhà máy xử lý nước thải hoặc cơ sở sản xuất có điều kiện môi trường phù hợp. Tuy nhiên, các chuyên gia cũng nhấn mạnh rằng nấm ăn nhựa không phải là giải pháp duy nhất để ngăn chặn vấn nạn rác thải nhựa đang ngày càng nghiêm trọng trên Trái Đất, mà cần phải tiếp tục nghiên cứu và phát triển sâu hơn nữa.

Những phát hiện ban đầu về loài nấm phân hủy nhựa mang đến nhiều hy vọng cho một tương lai xanh, sạch hơn. Song nhiều chuyên gia trong lĩnh vực này cũng cảnh báo rằng, giải pháp này vẫn còn tốn kém và chưa phải là phương án hoàn hảo để loại bỏ hoàn toàn ô nhiễm đại dương. Do đó, sự phát hiện loài nấm này được coi là bước khởi đầu quan trọng mở ra hướng đi mới trong ngành khoa học môi trường, đặc biệt là trong lĩnh vực vi sinh xử lý rác thải.

Liệu nấm có giải quyết được cuộc khủng hoảng nhựa?

Mặc dù phát hiện về loài nấm có khả năng phân hủy nhựa được xem là bước đột phá đầy hứa hẹn trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa đại dương, các chuyên gia vẫn cảnh báo rằng đây không phải là một giải pháp hoàn hảo và toàn diện.

Enzyme do nấm tiết ra để phân hủy nhựa hoạt động hiệu quả phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trường như nhiệt độ và lượng chất dinh dưỡng có sẵn. Chính vì vậy, loài nấm này thích hợp hơn khi được sử dụng trong các môi trường được kiểm soát như nhà máy xử lý nước thải thay vì trong tự nhiên.

Loài nấm phân hủy nhựa có thể đặc biệt hữu ích tại những khu vực mà các phương pháp tái chế truyền thống không đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên, nhà nghiên cứu Hans-Peter Grossart cũng thừa nhận rằng, dù những loại nấm này có thể hỗ trợ trong quản lý chất thải, nhưng chúng không phải là giải pháp duy nhất và đủ để giải quyết triệt để vấn đề rác thải nhựa ngày càng tăng.

Ô nhiễm rác thải nhựa đang là một vấn nạn mà thế giới đang đối mặt - (Ảnh Reuters).

Một vấn đề được nhấn mạnh là dù nấm phân hủy nhựa, quá trình này vẫn dựa trên nguyên liệu là các hợp chất carbon hóa thạch, tương tự như việc đốt nhiên liệu hóa thạch và thải khí CO2 ra môi trường. Do đó, cách hiệu quả nhất để chống ô nhiễm nhựa vẫn là giảm thiểu lượng nhựa thải ra môi trường từ đầu.

Từ lâu, các nhà khoa học đã quan tâm đến các sinh vật có khả năng phân hủy nhựa. Hiện nay, hơn 400 loài nấm và vi khuẩn được biết đến có thể thực hiện chức năng này. Ví dụ, vi khuẩn Ideonella sakaiensis được phát hiện tại Nhật Bản vào năm 2016 có thể tiêu hóa nhựa PET dùng trong chai nhựa. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng đang phát triển loại “nhựa tự tiêu” bằng cách kết hợp vi khuẩn phân hủy nhựa vào sản phẩm nhựa nhằm rút ngắn thời gian phân hủy.

Tuy nhiên, việc ứng dụng các sinh vật phân hủy nhựa trong thực tế vẫn còn nhiều hạn chế, do các điều kiện môi trường cần thiết để chúng phát triển và tốc độ phân hủy chậm. Giáo sư Steve Fletcher, giám đốc Viện Nhựa Cách mạng thuộc Đại học Portsmouth (Anh), nhấn mạnh rằng cách duy nhất để giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm nhựa là giảm sản xuất nhựa và áp dụng các biện pháp pháp lý nghiêm ngặt trên toàn cầu. Ông cũng cảnh báo rằng không nên lầm tưởng rằng mọi loại nhựa đều dễ dàng phân hủy tự nhiên và an toàn.

Theo số liệu của Statista, sản lượng nhựa toàn cầu đã tăng từ 1,7 triệu tấn năm 1950 lên đến 400 triệu tấn vào năm 2022. Dù vậy, báo cáo của Liên hợp quốc chỉ ra rằng chỉ có khoảng 9% lượng rác thải nhựa được tái chế trên toàn thế giới. Điều này cho thấy, ngoài việc nghiên cứu các giải pháp công nghệ mới, việc thay đổi thói quen sản xuất và tiêu dùng nhựa vẫn là yếu tố quan trọng hàng đầu để bảo vệ môi trường.