Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra hạt nhựa nano - những hạt có đường kính dưới 1 micromet - ẩn sâu trong lớp đất của lục địa Nam Cực, chứng minh rằng ngay cả nơi hoang sơ nhất hành tinh cũng không thể thoát khỏi sự xâm nhập của rác thải nhựa.
Ảnh minh họa: Getty Images
Nghiên cứu mang tính đột phá này vừa được công bố trên tạp chí khoa học Scientific Reports. Nhựa nano được đánh giá là có rủi ro sinh thái cao hơn nhiều so với vi nhựa bởi chúng dễ dàng phát tán xa hơn, có khả năng xuyên qua màng tế bào và dễ dàng hấp thụ các chất ô nhiễm độc hại khác.
Trước đây, giới khoa học từng hy vọng rằng đất ở Nam Cực, đặc biệt là các thung lũng nằm sâu trong đất liền và cách xa đại dương, có thể được bảo vệ khỏi tình trạng ô nhiễm này do không có dân cư sinh sống hay các hoạt động công nghiệp lịch sử. Tuy nhiên, thực tế lại hoàn toàn trái ngược.
Việc đo lường nồng độ nhựa nano cực thấp trong các vật liệu phức tạp như đất từng là một bài toán khó. Các tác giả của nghiên cứu giải thích lý do tại sao đến nay chúng ta mới phát hiện ra sự thật này:
"Khoảng trống này bắt nguồn từ những thách thức phân tích, bao gồm nhiễu nền, sự kết tụ hạt và độ nhạy hạn chế của các phương pháp phát hiện hiện có - đặc biệt quan trọng ở những môi trường xa xôi như Nam Cực, nơi nồng độ nhựa nano cực kỳ thấp. Gần đây, phương pháp khối phổ phản ứng chuyển proton giải hấp nhiệt (TD-PTR-MS) đã nổi lên như một kỹ thuật có độ nhạy cao, có khả năng phát hiện nhựa nano ở mức nanogram, mang lại một hướng đi đầy hứa hẹn trong lĩnh vực này".
Nhờ công nghệ mới, vào tháng 1/2023, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích 13 mẫu đất mặt và 4 mẫu đất sâu (dưới 20 cm) được thu thập từ các thung lũng Taylor và Wright thuộc khu vực McMurdo Dry Valleys.
Kết quả cho thấy nhựa nano xuất hiện ở 54% số địa điểm lấy mẫu đất mặt, với nồng độ lên tới 295 nanogram trên mỗi gram đất. Đáng lo ngại hơn, chúng cũng được tìm thấy ở một nửa số mẫu đất sâu, cho thấy các hạt nhựa này đang di chuyển theo chiều dọc hoặc bị chôn vùi dần theo thời gian.
Sáu loại nhựa phổ biến đã được nhận diện, bao gồm polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC) và các hạt mài mòn từ lốp xe. Trong đó, PP chiếm tỷ trọng lớn nhất với 41,9% tổng khối lượng, tiếp theo là hạt từ lốp xe (29,6%) và PE (14,6%).
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng nồng độ thực tế có thể còn cao hơn, do phương pháp hiện tại chưa thể chiết xuất và đo lường chính xác 100%, đồng thời có thể bỏ sót một số hạt nhựa có kích thước lớn hơn.
Để tìm hiểu nguồn gốc của những hạt nhựa này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình khí quyển để truy xuất ngược. Kết quả chỉ ra sự kết hợp giữa các nguồn tại chỗ và sự vận chuyển khí quyển tầm xa. Băng biển tan chảy cũng là một nguồn tiềm năng, giải phóng các hạt nhựa từng bị mắc kẹt trước đó.
Về các nguồn tại chỗ, các tác giả viết: "Các trạm nghiên cứu như Đảo Ross, Căn cứ Scott, Trạm McMurdo và Trạm Thời tiết Marble Point - cùng với hai tiền đồn nhỏ của Mỹ ở Thung lũng Taylor hỗ trợ các nhà nghiên cứu trong mùa hè - nằm cách các địa điểm lấy mẫu của chúng tôi khoảng 100–120 km. Trạm McMurdo chứa tới 1.200 người vào mùa hè và khoảng 150 người vào mùa đông, trong khi Căn cứ Scott tiếp đón 86 người vào mùa hè và 11 người vào mùa đông. Điều này cũng có thể giải thích tại sao, trong mùa hè ở Nam Cực, nhựa có nguồn gốc địa phương nhiều hơn trong lục địa".
Mặt khác, vào mùa đông, sự vận chuyển khí quyển tầm xa lại đóng vai trò chủ đạo. Các hạt có kích thước từ 100 đến 1000 nanomet có thể bay lơ lửng trong không khí suốt thời gian dài và di chuyển hàng ngàn kilomet, thậm chí đi nửa vòng Trái Đất để lắng đọng tại Nam Cực.
Nghiên cứu này cung cấp một bộ dữ liệu cơ sở quan trọng cho các đánh giá môi trường và thảo luận chính sách trong tương lai. Các nhà khoa học kêu gọi cần nhanh chóng xác định rõ các con đường phát tán nhựa để từ đó cải thiện quy trình quản lý rác thải và quy định hoạt động tại các trạm nghiên cứu ở Nam Cực.