Nhà khoa học dùng rêu đo ô nhiễm kim loại nặng

Từ năm 2017, phương pháp sử dụng chỉ thị rêu để đo mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại Hà Nội và Hải Phòng đã được các nhà khoa học Việt Nam triển khai. Với hơn 1.000 mẫu rêu được thu thập tại hai thành phố này, Giáo sư Khiêm và cộng sự đã vẽ được bản đồ ô nhiễm không khí chính xác từ năm 2017-2019. Sản phẩm là kết quả của đề tài “Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong không khí qua chỉ thị rêu Barbula indica” của GS.TS Lê Hồng Khiêm và các cộng sự tại Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ. Việt Nam có.

GS Khiêm cho biết, trung bình mỗi người hít thở 10.000 lít không khí / ngày. Ô nhiễm không khí là nguyên nhân chính gây ra nhiều bệnh tật. Theo WHO tại Việt Nam, năm 2016 có hơn 60.000 người chết vì bệnh tim, đột quỵ, ung thư phổi, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính… đều do ô nhiễm không khí. Ông nói: “Đã đến lúc các nhà quản lý, nhà khoa học cần vào cuộc quyết liệt hơn nữa để làm sạch không khí vì sức khỏe người dân.

Hiện nay, để đo lường mức độ ô nhiễm không khí, Việt Nam đã xây dựng các trạm quan trắc tự động. Nhược điểm của phương pháp này là chi phí cao, kinh phí hoạt động hàng năm, dễ hư hỏng do đặt ngoài trời, dữ liệu ô nhiễm chỉ sử dụng cho khu vực gần vị trí đặt trạm, dữ liệu sử dụng lâu dài sẽ không đủ. chính xác… Tuy nhiên, số lượng trạm được lắp đặt chưa đáng kể, nhiều trạm đã “chết”, nhiều tỉnh không còn trạm đo nào. Một cách khác để đo chất lượng không khí là sử dụng các loại máy đo cầm tay, nhưng độ chính xác thấp, chỉ sử dụng trong các trường hợp có vấn đề về môi trường.

GS.TS Lê Hồng Khiêm loay hoay tìm cách áp dụng cho tất cả các tỉnh, thành với chi phí thấp. Sau nhiều năm nghiên cứu, ông đã tìm ra câu trả lời là sử dụng chất chỉ thị rêu.

Rêu là thực vật bậc thấp không có lớp biểu bì. Rễ rêu là loại rễ giả, chất dinh dưỡng để nó phát triển chủ yếu được hút từ không khí. Rêu hấp thụ hầu hết các kim loại nặng và các nguyên tố vi lượng khác từ không khí và nước mưa. Phần trên của rêu tiếp xúc hoàn toàn với không khí nên có khả năng hứng các hạt bụi, giống như bộ lọc không khí. Đặc tính của lớp áo rêu giúp các ion kim loại xâm nhập vào tế bào dễ dàng hơn. Cây rêu có thể phát triển bình thường ngay cả trong môi trường ô nhiễm cao. Khi sử dụng rêu làm chỉ thị sinh học, có thể xác định được thời gian tích lũy các nguyên tố (thường chỉ những rêu có 3 năm tuổi mới được phân tích).

Ở những nơi không có rêu mọc tự nhiên, nhóm sẽ sử dụng phương pháp treo túi rêu. Đây là loại rêu tự nhiên được lấy ở các vùng núi cao (thường là hơn 1.000 mét) và đảm bảo không bị nhiễm kim loại nặng. Rêu này sẽ được khâu thành túi và treo ở những vị trí cần khảo sát. Sau một thời gian nhất định (1, 2 hoặc 3 tháng), các mẫu rêu sẽ được phân tích để xác định hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong không khí.

GS Khiêm cho biết, việc sử dụng rêu để theo dõi không khí rất đơn giản. Để biết chất lượng không khí của một điểm cụ thể, chỉ cần lấy một mẫu rêu tại vị trí đó (200 gam / mẫu), mang đến phòng thí nghiệm để phân tích nhằm xác định hàm lượng các nguyên tố trong rêu. Trong bán kính khoảng 4 km sẽ phải có một mẫu thử. Ví dụ, tại Hà Nội, để đo chất lượng không khí sẽ phải lấy mẫu tại khoảng 50 vị trí, mỗi vị trí 3-4 mẫu. Phương pháp này cho phép đo 43 nguyên tố hóa học trong không khí như asen, thủy ngân, crom, silicon, molypden …

Để phân tích thành phần nguyên tố hóa học trong rêu, nhóm đã sử dụng phương pháp phân tích hạt nhân. Công nghệ này bao gồm phân tích kích hoạt neutron, phân tích phát xạ tia X sử dụng chùm proton và phân tích huỳnh quang tia X phản xạ toàn phần để xác định thành phần của rêu. Sau đó áp dụng phương pháp thống kê để phân tích tập dữ liệu về hàm lượng các nguyên tố có trong mẫu rêu. Cuối cùng, một mô hình toán học được áp dụng để xác định nguồn phát xạ của các nguyên tố vào không khí trong khu vực nghiên cứu.

Theo GS Khiêm, ngoài rêu Barbula Indica, có thể dùng các loại rêu khác. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu về khả năng hấp thụ hóa chất từ ​​chúng. Từ kết quả nghiên cứu này, nhóm của GS Khiêm đã tham gia vào dự án nghiên cứu ô nhiễm không khí do rong rêu quốc tế có trụ sở tại Vương quốc Anh (The ICP Vegetation, https://icpvegetation.ceh.ac.uk/).

GS.TS Lê Hồng Khiêm cho biết, một trong những khó khăn của việc sử dụng rêu làm chỉ thị ô nhiễm không khí ở Việt Nam là chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này. Các dụng cụ phân tích ở Việt Nam vẫn chưa đạt được độ nhạy cần thiết để xác định chính xác hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trong rêu. Để phân tích không khí trong rong rêu cần sử dụng các dụng cụ, hóa chất làm mẫu, máy nghiền mẫu, phòng mẫu siêu sạch, tủ sấy, lò nung, máy nén mẫu… chuyên dụng. “Các thí nghiệm này sẽ được nhóm nghiên cứu hoàn thiện trong thời gian tới”, GS Khiêm cho biết.

Đến Hội