Đột phá nấm 'ăn' nhựa có thể giải quyết được khủng hoảng ô nhiễm toàn cầu?

Mới đây, các nhà khoa học ở Đức đã xác định được một loại nấm có khả năng phân hủy nhựa tổng hợp, mở ra một “vũ khí” tiềm năng mới trong cuộc chiến chống ô nhiễm nhựa toàn cầu.

Theo báo Anh Independent, một nhóm nghiên cứu tại Viện Sinh thái nước ngọt và Thủy sản nội địa Leibniz ở Berlin đã phát hiện ra một số loại nấm vi mô có thể sống sót chỉ nhờ nhựa và chúng có khả năng phân hủy nhựa tổng thợp thành các dạng đơn giản hơn.

Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy nấm vi mô ở Hồ Stechlin phía Đông Bắc nước Đức có thể tăngtrưởng và phát triển mạnh trên các polyme tổng hợp mà không cần bất kỳ nguồn cacbon nào khác.

Hans-Peter Grossart, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất trong công trình của chúng tôi là loại nấm chúng tôi tìm thấy có thể phát triển độc lập trên một số polyme tổng hợp và thậm chí tạo thành sinh khối (một loại vật liệu sinh học)".

Khả năng dùng nhựa làm nguồn thức ăn duy nhất này cho phép nấm Stechlin phân hủy nhựa hiệu quả hơn so với các sinh vật khác có thể cần thêm chất dinh dưỡng hoặc nguồn cacbon khác.

Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng phân hủy nhựa của nấm Stechlin có thể đã tiến hóa để phản ứng với sự hiện diện quá mức của vật liệu tổng hợp trong môi trường xung quanh.

Những loại nấm này đặc biệt hiệu quả trong việc phân hủy polyurethane, một loại nhựa phổ biến được sử dụng trong bọt xây dựng, cùng với các sản phẩm khác. Bốn trong số 18 chủng nấm được nhóm nghiên cứu Viện Leibniz có thể “ăn” nhựa một cách hiệu quả, đặc biệt là polyurethane.

Tuy nhiên, đối với polyethylene - thường được sử dụng trong túi nhựa, và vi nhựa từ sự mài mòn của lốp xe, quá trình phân huỷ nhựa của những loại nấm này kém hiệu quả hơn vì những sản phẩm đó chứa đầy các chất phụ gia kim loại nặng.

Liệu nấm giải quyết được cuộc khủng hoảng nhựa?

Mặc dù đây là một bước đột phá đầy hứa hẹn, đặc biệt là khi nói đến công tác giải quyết ô nhiễm nhựa đại dương, các chuyên gia cảnh báo đây không phải là giải pháp hoàn hảo.

Các chuyên gia chỉ ra cách hiệu quả nhất để giải quyết ô nhiễm nhựa là giảm lượng vật liệu thải ra môi trường.

Hoạt động của enzyme nấm, chịu trách nhiệm phân hủy nhựa, phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ và lượng chất dinh dưỡng có sẵn. Điều này khiến chúng phù hợp hơn với các môi trường được kiểm soát như nhà máy xử lý nước thải thay vì môi trường tự nhiên.

Chúng có thể đặc biệt hữu ích ở những khu vực mà có sẵn các phương pháp tái chế truyền thống kém hiệu quả.

Nhà nghiên cứu Grossart thừa nhận những hạn chế trên, lưu ý mặc dù những loại nấm này có thể được sử dụng trong các cơ sở quản lý chất thải, nhưng chúng không phải là giải pháp toàn diện cho vấn đề rác thải nhựa đang gia tăng.

"Chắc chắn một điều là chúng ta nên cố gắng thải càng ít nhựa ra môi trường càng tốt. Nhựa được tạo thành từ carbon hóa thạch và nếu nấm phân hủy nó, thì cũng chẳng khác gì chúng ta đốt dầu hoặc khí và thải CO2 vào khí quyển", nhà khoa học Grossart chỉ ra.

Các sinh vật phân hủy nhựa đã là chủ đề được khoa học quan tâm trong nhiều năm nay. Cho đến nay, người ta đã phát hiện ra hơn 400 loài nấm và vi khuẩn có khả năng phân hủy nhựa.

Một nghiên cứu của nhóm tác giả thuộc Vườn thực vật Hoàng gia Kew (London, Anh) được công bố trên Tạp chí Journal of Hazardous Materials hồi năm ngoái đã xác định được 184 chủng nấm và 55 chủng vi khuẩn có khả năng phân hủy polycaprolactone, một loại nhựa sinh học được sử dụng trong sản xuất polyurethane.

Một ví dụ nổi tiếng khác về vi khuẩn ăn nhựa là Ideonella sakaiensis, được phát hiện tại Nhật Bản vào năm 2016, có thể tiêu hóa polyethylene terephthalate - thường được sử dụng trong chai nhựa.

Ngoài các sinh vật ăn nhựa, các nhà khoa học đã tìm cách phát triển "nhựa tự tiêu" bằng cách kết hợp bào tử vi khuẩn ăn nhựa vào polyurethane.

Mặc dù những sinh vật này mang lại hy vọng, nhưng ứng dụng của chúng vẫn bị hạn chế bởi các điều kiện cần thiết để chúng phát triển và tốc độ phân hủy nhựa chậm của chúng.

Trong cuộc phỏng vấn với đài BBC đầu năm nay, Giáo sư Steve Fletcher, giám đốc Viện Nhựa Cách mạng thuộc Đại học Portsmouth (Anh), cho rằng cách hiệu quả nhất để giải quyết ô nhiễm là thống nhất cắt giảm sản xuất nhựa và phải ràng buộc về mặt pháp lý quy trình trên toàn cầu.

“Cần phải cẩn thận với các giải pháp tiềm năng như thế này, vì điều này có thể tạo ra ấn tượng rằng chúng ta nên bớt lo lắng về ô nhiễm nhựa vì bất kỳ loại nhựa nào rò rỉ ra môi trường đều sẽ nhanh chóng phân hủy an toàn. Tuy nhiên, đối với phần lớn các loại nhựa, điều này không đúng”, ông Steve cho biết.

Ứng dụng của các sinh vật ăn nhựa vẫn còn ở giai đoạn đầu, với phần lớn nghiên cứu vẫn tập trung vào việc tìm hiểu cách thức các quy trình này hoạt động và làm thế nào để mở rộng quy mô ứng dụng.

Theo trang thống kê Statista của Đức, sản lượng nhựa toàn cầu đã tăng vọt từ 1,7 triệu tấn vào năm 1950 lên 400 triệu tấn vào năm 2022. Theo báo cáo của Liên hợp quốc, bất chấp mọi nỗ lực, chỉ có 9% rác thải nhựa được tái chế trên toàn thế giới.