Phát hiện dạng ô nhiễm mới: rác thải nhựa liên kết hóa học với đá

Đây là bằng chứng mới nhất củng cố cho giả thuyết nhựa đã trở thành một phần của địa chất Trái đất.

Năm 2020, các nhà địa chất đã mô tả đá trầm tích ở Brazil có nhựa từ nắp chai nước, hoa tai nhựa và các loại rác khác "ngấm" sâu vàobên trong các lớp đá. Họ đặt tên cho những loại đá này là anthropoquinas. Một số nhà khoa học khác thì phát hiện plastiglomerates hay đá lai nhựa, hình thành khi chất dẻo nóng chảy kết dính với đá, cát và các vật liệu tự nhiên và nhân tạo.

Dù vậy, phát hiện mới ở Trung Quốc, được công bố trên tạp chí Environmental Science and Technology ngày 3/4, là lần đầu phát hiện ra các liên kết hóa học giữa nhựa và đá trong môi trường.

“Con người trong thế kỷ 20 và 21 đang tạo ra các hồ sơ địa chất mới", Deyi Hou, nhà khoa học về đất và nước ngầm tại Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh, cho biết. Hou và các đồng nghiệp đã tìm thấy những tảng đá bị bọc trong những tấm nhựa gần một con lạch ở thành phố Hechi, Trung Quốc.

Hou cho biết nguồn gốc của nhựa trong khu vực con lạch là từ rác thải tích tụ, bao gồm màng polypropylene giống như trong túi nilon và màng polyetylen được nông dân sử dụng để che phủ cây trồng.

Quan sát các tổ hợp nhựa - đá bằng dụng cụ quang phổ, nhóm Hou thấy các nguyên tử carbon trên bề mặt của màng polyetylen liên kết hóa học với silicon trong đá với sự trợ giúp của các nguyên tử oxy. Hou nói rằng liên kết này có thể được hình thành nhờ tia cực tím từ Mặt trời, hoặc nhờ hoạt động trao đổi chất của một cộng đồng vi khuẩn đang phát triển mạnh mà các nhà nghiên cứu tìm thấy sống trên đá nhựa.

Trong khi đó, các màng polypropylene mà nhóm nghiên cứu tìm thấy thì dường như được gắn vào đá bằng lực vật lý hơn là liên kết hóa học.

Bên cạnh việc ảnh hưởng đến địa chất của Trái đất, đá nhựa còn đáng lo ngại vì chúng có thể thải vi nhựa vào môi trường. Vi nhựa có thể đi một quãng đường dài qua bầu khí quyển và đại dương, xâm nhập vào các mô thực vật và có thể bị động vật, bao gồm cả cá và chim, nhầm là thức ăn.

Để xem các màng nhựa liên kết hóa học với đá thải ra bao nhiêu hạt vi nhựa, các nhà nghiên cứu tách lấy màng và cho chúng tiếp xúc với các chu kỳ khô - ướt trong phòng thí nghiệm để bắt chước chu kỳ nước dâng - nước rút ở con lạch. Kết quả, tốc độ tạo ra vi nhựa lớn hơn nhiều so với các thí nghiệm mô phỏng quá trình thải vi nhựa của nhựa trong bãi rác, nước biển và trầm tích biển.

Gerson Fernandino, nhà địa chất học tại Đại học Liên bang Rio Grande do Sul ở Brazil nghiên cứu về anthropoquinas, cho biết phát hiện này rất hấp dẫn, nhưng vẫn chưa rõ liệu các tổ hợp nhựa - đá có thực sự đại diện cho một loại tương tác mới giữa nhựa và đá. Mặc dù vậy, đây là lần đầu tiên phát hiện nhựa - đá trong hệ sinh thái nước ngọt, hầu hết các nghiên cứu khác đã xem xét cách thức nhựa tương tác với các vật liệu trong bãi rác hoặc trong môi trường biển hoặc ven biển. Fernandino nói thêm rằng phát hiện “làm phong phú thêm cuộc thảo luận về cách chất dẻo tương tác với các quá trình địa chất”, nhưng nhấn mạnh rằng kết quả chỉ là sơ bộ.

Hou thừa nhận nghiên cứu đến nay chỉ dựa trên bốn mẫu. Nhóm đang tiếp tục tìm kiếm thêm các ví dụ về tương tác nhựa trong các hệ sinh thái trên cạn và mô tả thêm đặc điểm của các tổ hợp nhựa - đá trong phòng thí nghiệm.

Một số nhà địa chất coi đây là một bằng chứng nữa cho thấy con người đã thay đổi sâu sắc địa chất của hành tinh kể từ giữa thế kỷ 20, mở đầu cho một kỷ nguyên địa chất mới, được gọi là Anthropocene hay Thế Nhân loại. Trong vài tuần tới, Nhóm công tác Anthropocene, gồm các nhà khoa học được thành lập bởi Ủy ban Địa tầng Quốc tế, sẽ bỏ phiếu về việc địa điểm nào trên Trái đất đánh dấu sự khởi đầu của Thế Nhân loại, trên cơ sở các vật liệu công nghiệp và phóng xạ được tìm thấy.

Jan Zalasiewicz, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Leicester, từng là thành viên của nhóm đề xuất kỷ nguyên mới bắt đầu vào năm 2008, cho biết nghiên cứu của Hou củng cố thêm bằng chứng cho Anthropocene. “Khi bạn đi vào cánh đồng, hãy đi đến một con suối và nhặt những tảng đá phủ nhựa. Đó là cách Anthropocene trở nên hữu hình", Zalasiewicz nói.