Tảo biến đổi gen có thể thu giữ vi nhựa và hỗ trợ làm sạch nước thải

Vi nhựa, những mảnh nhựa siêu nhỏ, là loại chất gây ô nhiễm gần như có mặt khắp nơi trong môi trường, từ ao, hồ, sông cho đến nước thải và cả trong các loài cá mà con người tiêu thụ. Theo Giáo sư Susie Dai, chủ nhiệm nghiên cứu và nhà khoa học chính tại Trung tâm Khoa học Đời sống Bond, hầu hết các nhà máy xử lý nước thải hiện nay chỉ loại bỏ hiệu quả các hạt nhựa kích thước lớn. Các hạt vi nhựa quá nhỏ thường lọt qua hệ thống lọc và cuối cùng đi vào nguồn nước, gây ô nhiễm môi trường và tác động tiêu cực tới hệ sinh thái.

Để giải quyết bài toán này, Giáo sư Dai đã sử dụng kỹ thuật biến đổi gen để phát triển một chủng tảo mới có khả năng sản xuất limonene - một loại dầu tự nhiên tạo nên mùi hương cam đặc trưng. Limonene làm thay đổi tính chất bề mặt của tảo, khiến tảo trở nên kỵ nước.

Do các hạt vi nhựa cũng có tính kỵ nước, nên chúng dễ bám vào tảo khi gặp nhau trong môi trường nước. Kết quả là tảo và vi nhựa kết tụ thành các cụm, chìm xuống đáy và tạo thành lớp sinh khối rắn dễ thu gom. Cách tiếp cận này giúp khắc phục một hạn chế lớn của các giải pháp lọc cơ học: việc lọc những hạt cực nhỏ ra khỏi khối lượng nước rất lớn thường tốn kém và khó mở rộng quy mô.

Điểm đặc biệt của hướng tiếp cận này là nó nhắm tới ba vấn đề liên kết cùng lúc. Thứ nhất, tảo giúp loại bỏ vi nhựa khỏi nguồn nước. Thứ hai, các chủng tảo có thể phát triển ngay trong nước thải và hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa, qua đó góp phần làm sạch nước. Thứ ba, nhóm nghiên cứu hướng tới tái sử dụng lượng vi nhựa thu hồi được để sản xuất các sản phẩm nhựa sinh học an toàn, chẳng hạn màng nhựa composite.

Mục tiêu lâu dài của Giáo sư Dai không chỉ là làm sạch nguồn nước mà còn biến chất thải thành tài nguyên. Nhóm nghiên cứu dự kiến xây dựng các lò phản ứng sinh học quy mô lớn hơn, có thể ứng dụng trong xử lý nước thải và loại bỏ nhiều loại chất ô nhiễm khác. Đây là một ví dụ cho thấy công nghệ sinh học có thể đem đến các giải pháp môi trường vừa hiệu quả, vừa bền vững.