Các nhà khoa học ở Đức vừa xác định được loài nấm có khả năng phân hủy nhựa tổng hợp, mang lại hy vọng cho cuộc chiến toàn cầu chống ô nhiễm nhựa.

Mỗi năm, trái đất hứng hàng triệu tấn rác, đặc biệt gây ô nhiễm cho các đại dương. Thực trạng này gây ra những hậu quả tàn khốc đối với sức khỏe con người, với các nền kinh tế và môi trường.

Nhóm chuyên gia tại Viện Sinh thái nước ngọt và Thủy sản nội địa Leibniz ở Berlin đã phát hiện ra một số loại vi nấm nhất định có thể tồn tại độc lập trên nhựa, phân hủy chúng thành các dạng đơn giản hơn. Tuy nhiên, họ cảnh báo nghiên cứu có thể chỉ là một phần nhỏ trong việc giải quyết ô nhiễm nhựa, và thế giới vẫn cần phải giảm thiểu bao bì thực phẩm cũng như các mảnh nhựa xâm nhập vào môi trường, nơi có thể mất nhiều năm để phân hủy.

Nhóm nghiên cứu cho biết, qua quan sát, họ thấy nấm vi mô ở Hồ Stechlin phía đông bắc nước Đức có thể tăng trưởng và phát triển mạnh trên các loại tổng hợp mà không cần bất kỳ nguồn cacbon nào khác.

"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", Hans-Peter Grossart, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.

Khả năng dùng nhựa làm nguồn thức ăn duy nhất 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. Theo nhóm tác giả, sức 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. Chúng đặc biệt hiệu quả trong việc phân hủy polyurethane- một loại vật liệu phổ biến được dùng trong bọt xây dựng, cùng với các sản phẩm khác.

Có 4 trong số 18 chủng nấm được nghiên cứu bởi Viện Leibniz rất "đói", chúng có thể "ăn" nhựa một cách hiệu quả, nhất là polyurethane. Mặc dù vậy, đối với loại chất này thường được sử dụng trong túi nhựa và hạt vi nhựa, sức tiêu hủy của những loại nấm này kém hiệu quả hơn vì polyethylene chứa đầy các chất phụ gia kim loại nặng. 

Vậy liệu nấm Stechlin có thể giải quyết cuộc khủng hoảng nhựa đang ngày càng nhiêm trọng hiện nay? Câu trả lời là khó có thể nếu chỉ dựa vào loại nấm này.

Nhóm nghiên cứu cho biết, 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.

Chuyên gia Hans-Peter Grossart cũng thừa nhận những hạn chế kể trên. Ông nhấn mạnh, 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. Cách hiệu quả nhất để giải quyết ô nhiễm nhựa vẫn là giảm lượng vật liệu thải ra môi trường.

"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, cũng chẳng khác gì chúng ta đốt dầu hoặc khí và thải CO2 vào khí quyển", ông Grossart nói.

Các sinh vật phân hủy nhựa vốn là chủ đề được giới khoa học quan tâm trong nhiều năm qua Tính đến nay, hơn 400 loài nấm và vi khuẩn được phát hiện có khả năng phân hủy nhựa.

Năm ngoái, nhóm tác giả thuộc Vườn thực vật Hoàng gia Kew (London, Anh) đã công bố một nghiên cứu trên Tạp chí Journal of Hazardous Materials, trong đó họ 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. Còn tại Nhật Bản vào năm 2016, các chuyên gia cũng phát hiện vi khuẩn ăn nhựa Ideonella sakaiensis, có thể tiêu hóa polyethylene terephthalate thường được sử dụng trong chai nhựa.

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

Mặc dù mang lại hy vọng, ứng dụng của chúng vẫn bị hạn chế bởi các điều kiện cần thiết để chúng phát triển và tốc độ ăn nhựa chậm của chúng. 

Theo số liệu của Liên Hợp Quốc, thế giới đã thải ra 2,3 tỷ tấn rác đô thị vào năm ngoái và con số có thể sẽ tăng thêm trên 60% vào năm 2050. Bất chấp mọi nỗ lực, chỉ có 9% rác thải nhựa được tái chế trên toàn thế giới.

Ngọc Tuấn