NƯỚC SẠCH LÀ CỘI NGUỒN SỰ SỐNG
Ngày nay, việc sử dụng một cách có trách nhiệm các nguồn lực chính là một vấn đề quan trọng cộng đồng - từ chính quyền các đô thị và công ty tổ chức đến cá nhân các hộ gia đình. Một trong những loại nguyên vật liệu thô có giá trị cao nhất chính là nguồn nước. Mục đích ở đây là để giảm thiểu ô nhiễm, xử lý và tái chế nước thải nhiều nhất có thể và tránh nhiễm bẩn. Một trong nhiều loại thử thách chủ yếu, cả trong hiện tại và ở tương lai, chính là vi nhựa. Bà Leandra Hamann (Học viện Fraunhofer về Môi trường, An toàn và Công nghệ Năng lượng UMSICHT) chia sẻ mong muốn tạo nên sự khác biệt thông qua việc tận dụng các cơ hội về kỹ thuật sinh học và các thiết bị làm sạch có thể học hỏi từ ấu trùng của loại sâu bọ cánh lông caddis-fly.
Sự quan tâm đặc biệt về nguồn nước và vi nhựa đến từ đâu?
Với tôi, việc có hứng thú với môn sinh học ở trường rất điển hình. Bố tôi cũng là người hay thực hiện các tài liệu về thiên nhiên, điều này lại đem đến rất nhiều cuộc thảo luận sôi nổi ở nhà. Nước cũng luôn là một nguyên tố ưa thích của tôi - từ khi còn rất nhỏ, tôi đã bắt đầu môn lặn và lướt sóng, tôi còn thích bơi lội nữa. Nghiên cứu về môn sinh học tại Cologne chính là kết quả lô-gic qua những trải nghiệm của tôi từ đó đến giờ. Song, trong thời gian nghiên cứu, tôi thấy rằng mình đang thiếu đi những lợi ích thực tế của chủ thể này. Việc xác định các giống loài rất thú vị, để biết mối tương quan và cách thực hiện chức năng của chúng như thế nào, nhằm mục đích làm nghiên cứu cơ bản. Nhưng tôi lại rất bị thu hút bởi cách mà chúng ta - và cộng đồng này - có thể xây dựng nên mối tương quan đó như thế nào. vì thế, tôi chuyển hẳn sang chủ đề kỹ thuật sinh học, môn mà chúng tôi nghiên cứu về các loài động vật, với ý định tìm kiếm những bài học chúng ta có thể rút ra được từ chúng. Khi cần phải chọn một chủ đề cho luận án thạc sĩ của mình, tôi lại vấp phải vấn đề về hạt vi nhựa. Đây không phải là một chủ đề nóng vào năm 2014 so với bây giờ, nhưng học viện Fraunhofer mở ra cho tôi một cơ hội tiếp tục làm việc về các giải pháp lọc. Tôi lại đang có hứng thú đặc biệt với sự kết hợp giữa kỹ thuật sinh học và các vấn đề môi trường.
Phương pháp tiếp cận bạn đang theo đuổi?
Các động vật lấy dinh dưỡng từ các loại sinh vật lơ lửng trong nước lọc được các thực thể vụn như tảo và nhuyễn thể ra khỏi môi trường chất lỏng, và đôi khi cũng phải tiêu hoá cả các hạt vi nhựa. Chúng ta có thể học được rất nhiều từ những loài động vật này nếu tìm hiểu được cơ cấu lọc mà chúng sử dụng để ngăn không cho hạt vi nhựa tràn vào nguồn nước.
Trong luận án thạc sĩ, đầu tiên tôi tìm hiểu xem các loài động vật nào có thể được sử dụng làm nguồn cảm hứng. Các ứng cử viên đáng chú ý là con trai, bọt biển, cá voi, hải sâm và hồng hạc. Sau đó tôi phân loại những loài này, chọn được 24 cá thể và sắp xếp chúng theo các thông số kỹ thuật và sinh học. Mỗi cơ chế lọc riêng hoạt động thế nào, sử dụng kỹ thuật gì, và chúng ta có thể ứng dụng cách nào? Ví dụ, cá mập voi sở hữu cấu trúc tối ưu dòng chảy trong khoang miệng, hồng hạc ứng dụng lớp lông dày cứng, trong khi đó, bộ san hô biển tận dụng kích cỡ mắt lưới và ngăn dòng chảy.
Bạn đã hiện thực hoá ý tưởng của mình như thế nào?
Bước kế tiếp, tôi suy nghĩ xem bộ lọc nên được đặt ở đâu và nghiên cứu sâu hơn về các máy giặt. Với một số lượng ước tính khoảng 5,200 tấn mỗi năm ở Đức, vải sợi tổng hợp được cho là có sự đóng góp trong quá trình sản sinh hạt vi nhựa. Câu hỏi đặt ra lúc này: cơ chế hoạt động của bộ lọc hiện tại là như thế nào, nên thiết kế màng lọc vi nhựa thế nào và chiếm diện tích bao nhiêu? Trong một trường hợp nghiên cứu, tôi chọn ấu trùng của bọn sâu bọ cánh lông caddis-fly, loài vật này xây tổ dạng lưới làm bằng một loại vật liệu tựa lụa giữa những phiến đá và nhánh cây tại nơi nước động.
Ví dụ này cho thấy việc nghiên cứu chi tiết hơn cơ chế lọc sinh học rất xứng đáng cũng như tìm hiểu cách ứng dụng chúng trong công nghệ. Đó là lý do mà từ năm nay, tôi sẽ tiếp tục học lên tiến sĩ trong lĩnh vực bộ lọc sinh học tại trường Đại học Cologne, kết hợp với Fraunhofer UMSICHT. Nghiên cứu này có thể rất có lợi cho các quy hoạch xử lý nước thải, các bộ lọc công nghiệp và hệ thống làm sạch đại dương. Bên cạnh đó, tôi vẫn hoạt động rất tích cực trong các nghiên cứu liên quan đến vi nhựa. Tôi đã tham gia vào tổ chức Runden Tisch Meeresmüll (hội nghị bàn tròn về các vấn đề rác thải ra biển) và được mời tham dự nhiều phiên toạ đàm. Điều rất rõ ràng rằng nhu cầu cấp bách hiện nay là làm sao để kiểm soát được tình trạng trên.
Theo bạn, khả năng kiểm soát được vấn đề này có cao không? Ngoài chính phương pháp của mình, bạn có biết được các phương cách nào khác cũng rất hứa hẹn?
Đây không phải là một tình huống dễ dàng phán đoán. Còn rất nhiều câu hỏi chưa có hồi đáp về vi nhựa và chưa thể đưa ra một đánh giá rủi ro nào. Tuy nhiên, sự thật vẫn tồn tại ở việc chúng ta cần phải giảm thiểu lượng chất thải nhựa ra môi trường. Đây thực sự là một vấn đề phức tạp - nhựa là vật liệu dễ tìm ở mọi nơi trên thế giới và rất nhiều bên có liên quan - vì thế chúng ta phải chung tay kiểm soát tình hình. Người tiêu dùng phải hiểu được rằng nhựa là một vật chất có thể tái chế và hành động theo hướng đó. Các nhà chức trách phải thành lập các bộ luật pháp lý giới hạn việc sử dụng một số loại vật chất và chất phụ gia. Các doanh nghiệp cần phải chủ động và sử dụng các vật liệu cao cấp, bền và chịu được mài mòn. Và thế giới khoa học phải tập trung vào nghiên cứu các chủ đề như chất dẻo sinh học, khả năng tái chế và cơ chế lọc. Điều này dẫn chúng ta quay về với kỹ thuật sinh học. Theo ý tôi, chúng ta có thể học được vô cùng nhiều về tự nhiên - và không phải chỉ là các cơ chế lọc thôi đâu.
